抄紙装置
【課題】後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を分離除去することができる抄紙装置を提供する。
【解決手段】帯状の湿紙１００を抄紙する抄紙部２と、帯状の湿紙１００を受け取って乾燥させる乾燥部４と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部５と、各部を制御する制御部３００を備える抄紙装置において、仕上げ部５は、帯状紙を単葉紙に裁断するカッター５０１と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置５０７と、搬送装置５０７の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部５１０を有し、制御部３００は、カッター５０１を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部５１０を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有する。
【解決手段】帯状の湿紙１００を抄紙する抄紙部２と、帯状の湿紙１００を受け取って乾燥させる乾燥部４と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部５と、各部を制御する制御部３００を備える抄紙装置において、仕上げ部５は、帯状紙を単葉紙に裁断するカッター５０１と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置５０７と、搬送装置５０７の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部５１０を有し、制御部３００は、カッター５０１を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部５１０を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は古紙再生処理装置等の抄紙装置に関し、特に不良紙の除去技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の古紙再生処理装置では、パルプ工程において古紙を原料とする古紙パルプからパルプ懸濁液である紙料を調製し、抄紙工程において紙料から湿紙を帯状に抄紙し、その後に湿紙を乾燥させて帯状紙を形成し、仕上げ工程において帯状紙を所定サイズに裁断して再生紙を製作している。
【０００３】
しかしながら、再生紙には紙厚異常、紙幅異常、欠損（穴）、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点等の品質を低下させる不良要因が発生する場合がある。
運転中において不良要因が発生し易い時期は、通常運転時の抄紙開始直後や抄紙終了直前、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後であり、この時期にはヘッドボックスから抄紙ワイヤーへ供給する紙料の流れが不連続になって不良要因が発生する。また、ヘッドボックスから抄紙ワイヤーへ紙料を安定供給している運転中においても、再生紙の紙幅方向の両端部位と中央部位とに紙厚の変動が生じ易く、紙厚が許容値を超えて紙厚異常となることや、再生紙の紙幅に変動が生じて紙幅異常となることがある。この品質が劣る紙をプリンター、コピー機等で使用すると適性な印刷が行なえない。
【０００４】
このため、例えば特許文献１に記載する古紙再生処理装置では、制御部は、帯状紙の前端部がカッター設置位置またはその上流側に搬送されてきたことを前端部検知手段によって検出し、帯状紙の前端部から所定範囲内については再生紙の設定サイズより短い寸法の紙片に繰り返し切断する制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２１１２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、搬送軌道上において紙を裁断する作業は後続の紙の搬送を停止した状態で行なうので、不良紙を短い寸法の紙片に繰り返し切断する作業は時間を要することから、後続の紙の搬送を阻害することになり、製紙のタクトタイムを遅らせる要因となる。特に抄紙途中において発生した不良品質領域を含む不良紙を除去することには困難性がある。また、不良紙を良品紙と同様の経路で送り出し、不良紙と良品紙が混在する紙束から不良紙を手作業で選別するには多大の労力を要し、現実的には不可能な作業である。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を分離除去することができる抄紙装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の抄紙装置は、帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部と、各部を制御する制御部を備える抄紙装置において、仕上げ部は、帯状紙を単葉紙に裁断する裁断部と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置と、搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部を有し、制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の抄紙装置において、制御部の不良紙分離制御機能部は、帯状紙の抄紙始端領域と抄紙終端領域のうちの少なくとも何れかを不良紙として排出することを特徴とする。
本発明の抄紙装置において、仕上げ部は、帯状紙の不良品質領域を検出する品質検査部を有し、制御部の不良紙分離制御機能部は、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すことを特徴とする。
【００１０】
本発明の抄紙装置において、品質検査部は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の抄紙装置において、不良紙分離部で排出した不良紙を収容する収容部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、抄紙部で帯状の湿紙を抄紙し、乾燥部で帯状の湿紙を乾燥させ、乾燥した帯状紙（乾紙）を仕上げ部で設定仕様に整形して紙を製作する。
この際、制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分け、
不良紙を搬送軌道外へ排出する。このため、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を分離除去することができる。
【００１３】
また、紙厚異常、紙幅異常、欠損（穴）、破れ等の品質を低下させる不良要因が発生し易い時期である通常運転時の抄紙開始直後に抄紙した帯状紙の抄紙始端領域や抄紙終了直前に抄紙した抄紙終端領域、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後に抄紙した抄紙始端領域は、不良紙として搬送軌道上に設けた不良紙分離部により容易に排出することができる。
【００１４】
さらに、品質検査部が帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出し、制御部の不良紙分離制御機能部が、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すので、抄紙の途中において不良品質領域が発生しても不良紙として分離除去することができ、良品紙と不良紙が混在することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における古紙再生処理装置の要部を示す模式図
【図２】同古紙再生処理装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、製紙機の１種である古紙再生処理装置の一部を構成する抄紙装置１は、帯状の湿紙１００を抄紙する紙抄き工程をなす抄紙部２と、湿紙１００を脱水する脱水工程をなす脱水部３と、湿紙１００を乾燥させる乾燥工程をなす乾燥部４と、乾燥した帯状紙である乾紙１０１を設定仕様に整形して仕上げる仕上げ工程をなす仕上げ部５と、各部を制御する制御部３００を備えている。
【００１７】
抄紙部２は、第１群のローラ２１の間に掛け渡されたワイヤーベルト２２と、パルプ懸濁液である紙料をワイヤーベルト２２に供給するヘッドボックス２３を有し、ワイヤーベルト２２の搬送面上に湿紙１００を抄紙する。ワイヤーベルト２２は金属製又は、合成樹脂製であり、網目状をなして通水性、通気性を有している。
【００１８】
脱水部３は、第２群のローラ３１の間に掛け渡された吸水性の素材からなる吸水ベルト３２を有し、ここでは吸水ベルト３２がフェルトからなり通気性を有している。
吸水ベルト３２およびワイヤーベルト２２は双方の搬送軌道の途中において相互に当接して抄紙転移部２０１を形成する。
【００１９】
抄紙部２でワイヤーベルト２２の搬送面上に抄紙した湿紙１００は、抄紙転移部２０１において吸水ベルト３２に押圧され、ワイヤーベルト２２が第１群のローラ２１の外周に沿って反転して湿紙１００から離間することで、ワイヤーベルト２２から吸水ベルト３２に転移し、転移した湿紙１００から吸水ベルト３２が吸水して湿紙１００を吸収脱水する。
【００２０】
乾燥部４は、ヒータ等の加熱装置を内蔵して加熱部をなす乾燥ローラ４１と、乾燥ローラ４１と第３群のローラ４２の間に掛け渡した非吸水性の素材からなる搬送ベルトをなす平滑面ベルト４３と、第４群のローラ４４の間に掛け渡した非吸水性の素材からなる搬送保持ベルト４５を有する。脱水部３の吸水ベルト３２と平滑面ベルト４３は双方の搬送軌道の途中において相互に当接し、脱水部３の吸水ベルト３２から乾燥部４の平滑面ベルト４３に湿紙１００が転移する脱水転移部２０２を形成する。
【００２１】
脱水転移部２０２には、平滑面ベルト４３と吸水ベルト３２を挟持する一対の脱水ローラ５１、５２を配置している。本実施の形態では一対の脱水ローラ５１、５２であるが、複数組の脱水ローラ５１、５２を配置することも可能である。脱水ローラ５１、５２は金属製ローラからなる。
【００２２】
脱水ローラ５１、５２は、平滑面ベルト４３と吸水ベルト３２を介して両ベルト間の湿紙１００を圧搾して脱水するとともに、湿紙１００を平滑面ベルト４３に押圧し、吸水ベルト３２が下側の脱水ローラ５２の外周に沿って反転して湿紙１００から離間することで、湿紙１００が吸水ベルト３２から平滑面ベルト４３に円滑に転移する。
【００２３】
平滑面ベルト４３は金属または耐熱温度１５０℃以上の合成樹脂からなり、ここでは厚み０．２ｍｍのステンレス薄板（ＳＵＳ４３０）からなる非通気性のものである。平滑面ベルト４３は、湿紙１００に当接する搬送面が平滑面をなし、かつ搬送面にシリコーン樹脂コーティング又はフッ素樹脂コーティングを施している。
【００２４】
本実施の形態において吸水ベルト３２の開口率はワイヤーベルト２２の開口率より小さく、平滑面ベルト４３は薄板状をなして無通気性である。
搬送保持ベルト４５は網目状の通気性を有するもので合成樹脂からなり、平滑面ベルト４３の搬送面に対向して配置し、平滑面ベルト４３との間に湿紙１００を挟持する。平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５は、次工程の仕上げ部５に対して乾燥した乾紙１０１を受け渡す位置まで延在している。
【００２５】
仕上げ部５は、乾燥部４で乾燥させた帯状紙をなす乾紙１０１を単葉紙に裁断する裁断部をなすカッター５０１を備えており、カッター５０１は単葉紙の搬送方向の長さを再生紙１０２の設定サイズに仕上げるものである。乾紙１０１の搬送方向でカッター５０１の上流側には平滑面ベルト４３から排出する乾紙１０１を仕上げ部５に案内するガイド５０２を備えている。
【００２６】
仕上げ部５は、複数の搬送ローラ５０３、５０４、５０５、５０６からなる搬送装置５０７を備えており、ガイド５０２の下流側で第１搬送ローラ５０３の上流側には、帯状紙をなす乾紙１０１の不良品質領域を検出する反射型の光学センサーからなる品質検査部５０８を設けている。本実施の形態においては、品質検査部５０８は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出するものであり、品質検査部５０８の光学センサーは、紙抄き工程において帯状の湿紙１００を抄紙する際に湿紙１００に不良要因が発生し易い部位に対応する位置、すなわち紙幅方向の両端部位と中央部位に配置してもよく、紙幅方向の全副にわたってラインセンサーを配置しても良い。品質検査部５０８は紙幅が正常である場合であっても乾紙１０１が搬送軌道上の通常位置を外れているいる場合は異常状態として検出する。この状態で単葉紙がスリッター５０９を通過すると紙幅異常の再生紙１０２となるので、制御部３００は運転を停止して管理者に警告するか、不良紙として排出する。紙厚を検出する場合には光の透過量を検知して紙厚を算出する透過型センサーを用いる。また、脱墨不良による白色度低下や黒点を検出する場合には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のセンサーを用いる。
【００２７】
第２搬送ローラ５０４と第３搬送ローラ５０５の間にはスリッター５０９が設けてあり、スリッター５０９は単葉紙の両側縁を裁断して紙幅方向の長さを再生紙１０２の設定サイズに仕上げるものである。
【００２８】
第３搬送ローラ５０５と第４搬送ローラ５０６の間の搬送軌道上には良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部５１０が設けてある。不良紙分離部５１０は、搬送軌道の一部を形成する上下一対のガイド板５１１、５１１からなり、揺動軸５１２の軸心廻りに揺動自在に設けてある。不良紙分離部５１０は、ガイド板５１１、５１１の間を通過する乾紙１０１を第４搬送ローラ５０６に向けて案内することで紙受け台５１３に送り出す通常姿勢位置と、ガイド板５１１、５１１が搬送軌道を外れて乾紙１０１を搬送軌道外の下方へ案内する分離姿勢位置とに変位する。搬送装置５０７の下方には、スリッター５０９および不良紙分離部５１０から排出する裁断屑および不良紙を収容する収容箱５１４を設けている。
【００２９】
制御部３００は、不良紙を分離するための不良紙分離制御機能部を有しており、不良紙分離制御機能部は、カッター５０１を制御して帯状紙をなす乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部５１０を制御して不良紙を搬送装置５０７の搬送軌道外へ排出する制御を行う。
【００３０】
上記した構成における作用を説明する。抄紙部２では、ヘッドボックス２３からパルプ懸濁液をワイヤーベルト２２に供給してワイヤーベルト２２の搬送面上に湿紙１００を抄紙する。脱水部３では、抄紙部２でワイヤーベルト２２の搬送面上に抄紙した湿紙１００を吸水ベルト３２に転移させ、吸水ベルト３２により湿紙１００から吸水して湿紙１００を脱水する。
【００３１】
ワイヤーベルト２２は、その開口率が吸水ベルト３２の開口率より大きくて通気性が吸水ベルト３２の通気性に優るので、剥離性が吸水ベルト３２の剥離性より大きくなり、換言すれば吸水ベルト３２の密着性がワイヤーベルト２２の密着性に優る。よって、湿紙１００は剥離性が高いワイヤーベルト２２から容易に剥離し、密着性が高い吸水ベルト３２に容易に密着し、ワイヤーベルト２２から吸水ベルト３２へ湿紙１００が容易に転移し、高い転写性能を奏する。
【００３２】
乾燥部４では、吸水ベルト３２による吸水で湿紙１００を吸収脱水した後に、脱水転移部２０２で脱水ローラ５１、５２によって圧搾脱水し、湿紙１００を平滑面ベルト４３に転移させる。
【００３３】
また、平滑面ベルト４３は無通気性であり、通気性の吸水ベルト３２より密着性が高く、換言すれば吸水ベルト３２の剥離性が平滑面ベルト４３の剥離性に優る。よって、湿紙１００は剥離性が高い吸水ベルト３２から容易に剥離し、密着性が高い平滑面ベルト４３に容易に密着し、吸水ベルト３２から平滑面ベルト４３へ湿紙１００が容易に転移する。
【００３４】
このように、本実施の形態において、湿紙１００は高い通気性を有して剥離性に優れるワイヤーベルト２２から低い通気性を有して密着性に優る吸水ベルト３２へ転移し、さらに吸水ベルト３２から無通気性で密着性に優る平滑面ベルト４３へ転移することで、湿紙１００の転移が常に剥離性に優れたベルトから密着性に優れたベルトに対して行なわれるので、優れた転写性能を実現できる。
【００３５】
そして、平滑面ベルト４３が吸水ベルト３２の上方に位置する状態で、脱水ローラ５１、５２で搾り出した水は、脱水ローラ５２より下方に配置したトレー（図示省略）に排出される。このため、脱水ローラ５１、５２を通過した吸水ベルト３２は再生されて吸水可能な状態となる。
【００３６】
次に、湿紙１００が転移した平滑面ベルト４３は乾燥ローラ４１へ向けて進行し、搬送保持ベルト４５と平滑面ベルト４３との間に湿紙１００を挟持する状態で搬送保持ベルト４５と平滑面ベルト４３と湿紙１００が乾燥ローラ４１の転動に伴って進行し、乾燥ローラ４１から受ける熱によって湿紙１００が乾燥して帯状紙をなす乾紙１０１となる。この際に、湿紙１００は脱水転移部２０２で平滑面ベルト４３に密着しているので、平滑面ベルト４３と湿紙１００との間の熱伝導性が良くなり、高い熱効率を実現する。
【００３７】
また、平滑面ベルト４３に湿紙１００を保持したまま乾燥ローラ４１のローラ面上に巻装し、その状態で乾燥させるので、湿紙１００を乾燥ローラ４１の表面へ転移させるなどの余分な工数を必要とせず、搬送効率が良くなる。
【００３８】
平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５は乾紙１０１を仕上げ部５に対して受け渡す位置まで延在し、互に相反する方向へ反転して乾紙１０１を剥離させる。乾燥した帯状紙はその先端部が平滑面ベルト４３および搬送保持ベルト４５の搬送面から剥がれた状態で、ガイド５０２に案内されて仕上げ部５に送られる。
【００３９】
仕上げ部５では、平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５から剥離した帯状紙をなす乾紙１０１をカッター１０２およびスリッター５０９で設定サイズの再生紙１０２に仕上げて紙受け台５１３に送る。この際に、制御部３００は不良紙を紙受け台５１３に送ることなく、搬送軌道外へ排出する。
【００４０】
この不良紙分離制御機能部が行なう不良紙の排出には幾つかのモードがある。１つのモードは、運転中において不良要因が発生し易い時期、つまり通常運転時の抄紙開始直後や抄紙終了直前、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後に抄紙した領域である乾紙１０１の抄紙始端領域および抄紙終端領域を不良紙として排出するものである。制御部３００は、抄紙部２における抄紙運転の制御することで、抄紙の開始および終了のタイミングを検知し、このタイミングからの時間を計測することにより、あるいは品質検査部５０８による検知で乾紙１０１の先端を検知することにより、搬送軌道上における乾紙１０１の抄紙始端領域および抄紙終端領域の位置を認知し、カッター５０１を制御して乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出して、不良紙を不良紙分離部５１０から搬送装置５０７の搬送軌道外へ排出する。
【００４１】
また、他のモードは、乾紙１０１の途中において品質検査部５０８の検査結果に基づいて不良品質領域を含む不良紙を切り出すものである。抄紙部２においてヘッドボックス２３からワイヤーベルト２２へ紙料を安定供給している運転中においても、湿紙の１００の紙幅方向の両端部位と中央部位とに紙厚の変動が生じ易く、紙厚が許容値を超えて紙厚異常となることや、再生紙の紙幅に変動が生じて紙幅異常となることがある。
【００４２】
このため、制御部３００は、品質検査部５０８により乾紙１０１に生じた不良要因、つまり紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れのうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出し、品質検査部５０８の検査結果に基づいてカッター５０１を制御して乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出す。
【００４３】
すなわち、制御部３００は良品紙を設定サイズの再生紙１０２に裁断する作業中に品質検査部５０８において不良要因を検出すると、設定サイズに裁断可能な最後の再生紙１０２を裁断した後に裁断動作を中断し、最後の再生紙１０２が不良紙分離部５１０を通過して第４搬送ローラ５０６に向かった後に、不良紙分離部５１０を通常姿勢位置から分離姿勢位置に変位させ、後続の乾紙１０１の不良品質領域を不良紙分離部５１０から収容箱５１４に向けて排出し、不良品質領域を含む所定領域の乾紙１０１を不良紙としてカッター５０１で裁断して分離する。この不良紙が第３搬送ローラ５０５を通過した後に、不良紙分離部５１０を通常姿勢位置に復帰させる。
【００４４】
したがって、従来のように不良紙を短い寸法の紙片に繰り返し切断する時間が不要となり、製紙のタクトタイムを遅らせることなく、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を搬送軌道上から排出できる。
【００４５】
ところで、品質検査部５０８から不良紙分離部５１０までの搬送軌道長が単葉紙の搬送方向の設定サイズより短い場合には、単葉紙の搬送方向終端縁が品質検査部５０８を通過する前に、単葉紙の搬送方向始端縁が品質検査部５０８に達する。このため、１枚の単葉紙に相当する乾紙１０１上の領域で、その搬送方向終端側に不良要因が存在すると、品質検査部５０８が不良要因を検出した時には紙の先端がすでに品質検査部５０８に達しており、不良紙を品質検査部５０８で排除することが困難である。この場合に、制御部３００は品質検査部５０８の下流側に位置する第４搬送ローラ５０６を停止して不良紙が紙受け台５１３に搬送されることを阻止し、不良紙を第４搬送ローラ５０６と品質検査部５０８の間にループ状に溜め、運転を中断して警報により管理者に知らせる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 古紙再生処理装置
２ 抄紙部
３ 脱水部
４ 乾燥部
５ 仕上げ部
１００ 湿紙
１０１ 乾紙
３００ 制御部
５０１ カッター
５０７ 搬送装置
５０８ 品質検査部
５０９ スリッター
５１０ 不良紙分離部
５１１ ガイド板
５１２ 揺動軸
５１４ 収容箱
【技術分野】
【０００１】
本発明は古紙再生処理装置等の抄紙装置に関し、特に不良紙の除去技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の古紙再生処理装置では、パルプ工程において古紙を原料とする古紙パルプからパルプ懸濁液である紙料を調製し、抄紙工程において紙料から湿紙を帯状に抄紙し、その後に湿紙を乾燥させて帯状紙を形成し、仕上げ工程において帯状紙を所定サイズに裁断して再生紙を製作している。
【０００３】
しかしながら、再生紙には紙厚異常、紙幅異常、欠損（穴）、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点等の品質を低下させる不良要因が発生する場合がある。
運転中において不良要因が発生し易い時期は、通常運転時の抄紙開始直後や抄紙終了直前、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後であり、この時期にはヘッドボックスから抄紙ワイヤーへ供給する紙料の流れが不連続になって不良要因が発生する。また、ヘッドボックスから抄紙ワイヤーへ紙料を安定供給している運転中においても、再生紙の紙幅方向の両端部位と中央部位とに紙厚の変動が生じ易く、紙厚が許容値を超えて紙厚異常となることや、再生紙の紙幅に変動が生じて紙幅異常となることがある。この品質が劣る紙をプリンター、コピー機等で使用すると適性な印刷が行なえない。
【０００４】
このため、例えば特許文献１に記載する古紙再生処理装置では、制御部は、帯状紙の前端部がカッター設置位置またはその上流側に搬送されてきたことを前端部検知手段によって検出し、帯状紙の前端部から所定範囲内については再生紙の設定サイズより短い寸法の紙片に繰り返し切断する制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２１１２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、搬送軌道上において紙を裁断する作業は後続の紙の搬送を停止した状態で行なうので、不良紙を短い寸法の紙片に繰り返し切断する作業は時間を要することから、後続の紙の搬送を阻害することになり、製紙のタクトタイムを遅らせる要因となる。特に抄紙途中において発生した不良品質領域を含む不良紙を除去することには困難性がある。また、不良紙を良品紙と同様の経路で送り出し、不良紙と良品紙が混在する紙束から不良紙を手作業で選別するには多大の労力を要し、現実的には不可能な作業である。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を分離除去することができる抄紙装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の抄紙装置は、帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部と、各部を制御する制御部を備える抄紙装置において、仕上げ部は、帯状紙を単葉紙に裁断する裁断部と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置と、搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部を有し、制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の抄紙装置において、制御部の不良紙分離制御機能部は、帯状紙の抄紙始端領域と抄紙終端領域のうちの少なくとも何れかを不良紙として排出することを特徴とする。
本発明の抄紙装置において、仕上げ部は、帯状紙の不良品質領域を検出する品質検査部を有し、制御部の不良紙分離制御機能部は、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すことを特徴とする。
【００１０】
本発明の抄紙装置において、品質検査部は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の抄紙装置において、不良紙分離部で排出した不良紙を収容する収容部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、抄紙部で帯状の湿紙を抄紙し、乾燥部で帯状の湿紙を乾燥させ、乾燥した帯状紙（乾紙）を仕上げ部で設定仕様に整形して紙を製作する。
この際、制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分け、
不良紙を搬送軌道外へ排出する。このため、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を分離除去することができる。
【００１３】
また、紙厚異常、紙幅異常、欠損（穴）、破れ等の品質を低下させる不良要因が発生し易い時期である通常運転時の抄紙開始直後に抄紙した帯状紙の抄紙始端領域や抄紙終了直前に抄紙した抄紙終端領域、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後に抄紙した抄紙始端領域は、不良紙として搬送軌道上に設けた不良紙分離部により容易に排出することができる。
【００１４】
さらに、品質検査部が帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出し、制御部の不良紙分離制御機能部が、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すので、抄紙の途中において不良品質領域が発生しても不良紙として分離除去することができ、良品紙と不良紙が混在することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における古紙再生処理装置の要部を示す模式図
【図２】同古紙再生処理装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、製紙機の１種である古紙再生処理装置の一部を構成する抄紙装置１は、帯状の湿紙１００を抄紙する紙抄き工程をなす抄紙部２と、湿紙１００を脱水する脱水工程をなす脱水部３と、湿紙１００を乾燥させる乾燥工程をなす乾燥部４と、乾燥した帯状紙である乾紙１０１を設定仕様に整形して仕上げる仕上げ工程をなす仕上げ部５と、各部を制御する制御部３００を備えている。
【００１７】
抄紙部２は、第１群のローラ２１の間に掛け渡されたワイヤーベルト２２と、パルプ懸濁液である紙料をワイヤーベルト２２に供給するヘッドボックス２３を有し、ワイヤーベルト２２の搬送面上に湿紙１００を抄紙する。ワイヤーベルト２２は金属製又は、合成樹脂製であり、網目状をなして通水性、通気性を有している。
【００１８】
脱水部３は、第２群のローラ３１の間に掛け渡された吸水性の素材からなる吸水ベルト３２を有し、ここでは吸水ベルト３２がフェルトからなり通気性を有している。
吸水ベルト３２およびワイヤーベルト２２は双方の搬送軌道の途中において相互に当接して抄紙転移部２０１を形成する。
【００１９】
抄紙部２でワイヤーベルト２２の搬送面上に抄紙した湿紙１００は、抄紙転移部２０１において吸水ベルト３２に押圧され、ワイヤーベルト２２が第１群のローラ２１の外周に沿って反転して湿紙１００から離間することで、ワイヤーベルト２２から吸水ベルト３２に転移し、転移した湿紙１００から吸水ベルト３２が吸水して湿紙１００を吸収脱水する。
【００２０】
乾燥部４は、ヒータ等の加熱装置を内蔵して加熱部をなす乾燥ローラ４１と、乾燥ローラ４１と第３群のローラ４２の間に掛け渡した非吸水性の素材からなる搬送ベルトをなす平滑面ベルト４３と、第４群のローラ４４の間に掛け渡した非吸水性の素材からなる搬送保持ベルト４５を有する。脱水部３の吸水ベルト３２と平滑面ベルト４３は双方の搬送軌道の途中において相互に当接し、脱水部３の吸水ベルト３２から乾燥部４の平滑面ベルト４３に湿紙１００が転移する脱水転移部２０２を形成する。
【００２１】
脱水転移部２０２には、平滑面ベルト４３と吸水ベルト３２を挟持する一対の脱水ローラ５１、５２を配置している。本実施の形態では一対の脱水ローラ５１、５２であるが、複数組の脱水ローラ５１、５２を配置することも可能である。脱水ローラ５１、５２は金属製ローラからなる。
【００２２】
脱水ローラ５１、５２は、平滑面ベルト４３と吸水ベルト３２を介して両ベルト間の湿紙１００を圧搾して脱水するとともに、湿紙１００を平滑面ベルト４３に押圧し、吸水ベルト３２が下側の脱水ローラ５２の外周に沿って反転して湿紙１００から離間することで、湿紙１００が吸水ベルト３２から平滑面ベルト４３に円滑に転移する。
【００２３】
平滑面ベルト４３は金属または耐熱温度１５０℃以上の合成樹脂からなり、ここでは厚み０．２ｍｍのステンレス薄板（ＳＵＳ４３０）からなる非通気性のものである。平滑面ベルト４３は、湿紙１００に当接する搬送面が平滑面をなし、かつ搬送面にシリコーン樹脂コーティング又はフッ素樹脂コーティングを施している。
【００２４】
本実施の形態において吸水ベルト３２の開口率はワイヤーベルト２２の開口率より小さく、平滑面ベルト４３は薄板状をなして無通気性である。
搬送保持ベルト４５は網目状の通気性を有するもので合成樹脂からなり、平滑面ベルト４３の搬送面に対向して配置し、平滑面ベルト４３との間に湿紙１００を挟持する。平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５は、次工程の仕上げ部５に対して乾燥した乾紙１０１を受け渡す位置まで延在している。
【００２５】
仕上げ部５は、乾燥部４で乾燥させた帯状紙をなす乾紙１０１を単葉紙に裁断する裁断部をなすカッター５０１を備えており、カッター５０１は単葉紙の搬送方向の長さを再生紙１０２の設定サイズに仕上げるものである。乾紙１０１の搬送方向でカッター５０１の上流側には平滑面ベルト４３から排出する乾紙１０１を仕上げ部５に案内するガイド５０２を備えている。
【００２６】
仕上げ部５は、複数の搬送ローラ５０３、５０４、５０５、５０６からなる搬送装置５０７を備えており、ガイド５０２の下流側で第１搬送ローラ５０３の上流側には、帯状紙をなす乾紙１０１の不良品質領域を検出する反射型の光学センサーからなる品質検査部５０８を設けている。本実施の形態においては、品質検査部５０８は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出するものであり、品質検査部５０８の光学センサーは、紙抄き工程において帯状の湿紙１００を抄紙する際に湿紙１００に不良要因が発生し易い部位に対応する位置、すなわち紙幅方向の両端部位と中央部位に配置してもよく、紙幅方向の全副にわたってラインセンサーを配置しても良い。品質検査部５０８は紙幅が正常である場合であっても乾紙１０１が搬送軌道上の通常位置を外れているいる場合は異常状態として検出する。この状態で単葉紙がスリッター５０９を通過すると紙幅異常の再生紙１０２となるので、制御部３００は運転を停止して管理者に警告するか、不良紙として排出する。紙厚を検出する場合には光の透過量を検知して紙厚を算出する透過型センサーを用いる。また、脱墨不良による白色度低下や黒点を検出する場合には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のセンサーを用いる。
【００２７】
第２搬送ローラ５０４と第３搬送ローラ５０５の間にはスリッター５０９が設けてあり、スリッター５０９は単葉紙の両側縁を裁断して紙幅方向の長さを再生紙１０２の設定サイズに仕上げるものである。
【００２８】
第３搬送ローラ５０５と第４搬送ローラ５０６の間の搬送軌道上には良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部５１０が設けてある。不良紙分離部５１０は、搬送軌道の一部を形成する上下一対のガイド板５１１、５１１からなり、揺動軸５１２の軸心廻りに揺動自在に設けてある。不良紙分離部５１０は、ガイド板５１１、５１１の間を通過する乾紙１０１を第４搬送ローラ５０６に向けて案内することで紙受け台５１３に送り出す通常姿勢位置と、ガイド板５１１、５１１が搬送軌道を外れて乾紙１０１を搬送軌道外の下方へ案内する分離姿勢位置とに変位する。搬送装置５０７の下方には、スリッター５０９および不良紙分離部５１０から排出する裁断屑および不良紙を収容する収容箱５１４を設けている。
【００２９】
制御部３００は、不良紙を分離するための不良紙分離制御機能部を有しており、不良紙分離制御機能部は、カッター５０１を制御して帯状紙をなす乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部５１０を制御して不良紙を搬送装置５０７の搬送軌道外へ排出する制御を行う。
【００３０】
上記した構成における作用を説明する。抄紙部２では、ヘッドボックス２３からパルプ懸濁液をワイヤーベルト２２に供給してワイヤーベルト２２の搬送面上に湿紙１００を抄紙する。脱水部３では、抄紙部２でワイヤーベルト２２の搬送面上に抄紙した湿紙１００を吸水ベルト３２に転移させ、吸水ベルト３２により湿紙１００から吸水して湿紙１００を脱水する。
【００３１】
ワイヤーベルト２２は、その開口率が吸水ベルト３２の開口率より大きくて通気性が吸水ベルト３２の通気性に優るので、剥離性が吸水ベルト３２の剥離性より大きくなり、換言すれば吸水ベルト３２の密着性がワイヤーベルト２２の密着性に優る。よって、湿紙１００は剥離性が高いワイヤーベルト２２から容易に剥離し、密着性が高い吸水ベルト３２に容易に密着し、ワイヤーベルト２２から吸水ベルト３２へ湿紙１００が容易に転移し、高い転写性能を奏する。
【００３２】
乾燥部４では、吸水ベルト３２による吸水で湿紙１００を吸収脱水した後に、脱水転移部２０２で脱水ローラ５１、５２によって圧搾脱水し、湿紙１００を平滑面ベルト４３に転移させる。
【００３３】
また、平滑面ベルト４３は無通気性であり、通気性の吸水ベルト３２より密着性が高く、換言すれば吸水ベルト３２の剥離性が平滑面ベルト４３の剥離性に優る。よって、湿紙１００は剥離性が高い吸水ベルト３２から容易に剥離し、密着性が高い平滑面ベルト４３に容易に密着し、吸水ベルト３２から平滑面ベルト４３へ湿紙１００が容易に転移する。
【００３４】
このように、本実施の形態において、湿紙１００は高い通気性を有して剥離性に優れるワイヤーベルト２２から低い通気性を有して密着性に優る吸水ベルト３２へ転移し、さらに吸水ベルト３２から無通気性で密着性に優る平滑面ベルト４３へ転移することで、湿紙１００の転移が常に剥離性に優れたベルトから密着性に優れたベルトに対して行なわれるので、優れた転写性能を実現できる。
【００３５】
そして、平滑面ベルト４３が吸水ベルト３２の上方に位置する状態で、脱水ローラ５１、５２で搾り出した水は、脱水ローラ５２より下方に配置したトレー（図示省略）に排出される。このため、脱水ローラ５１、５２を通過した吸水ベルト３２は再生されて吸水可能な状態となる。
【００３６】
次に、湿紙１００が転移した平滑面ベルト４３は乾燥ローラ４１へ向けて進行し、搬送保持ベルト４５と平滑面ベルト４３との間に湿紙１００を挟持する状態で搬送保持ベルト４５と平滑面ベルト４３と湿紙１００が乾燥ローラ４１の転動に伴って進行し、乾燥ローラ４１から受ける熱によって湿紙１００が乾燥して帯状紙をなす乾紙１０１となる。この際に、湿紙１００は脱水転移部２０２で平滑面ベルト４３に密着しているので、平滑面ベルト４３と湿紙１００との間の熱伝導性が良くなり、高い熱効率を実現する。
【００３７】
また、平滑面ベルト４３に湿紙１００を保持したまま乾燥ローラ４１のローラ面上に巻装し、その状態で乾燥させるので、湿紙１００を乾燥ローラ４１の表面へ転移させるなどの余分な工数を必要とせず、搬送効率が良くなる。
【００３８】
平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５は乾紙１０１を仕上げ部５に対して受け渡す位置まで延在し、互に相反する方向へ反転して乾紙１０１を剥離させる。乾燥した帯状紙はその先端部が平滑面ベルト４３および搬送保持ベルト４５の搬送面から剥がれた状態で、ガイド５０２に案内されて仕上げ部５に送られる。
【００３９】
仕上げ部５では、平滑面ベルト４３と搬送保持ベルト４５から剥離した帯状紙をなす乾紙１０１をカッター１０２およびスリッター５０９で設定サイズの再生紙１０２に仕上げて紙受け台５１３に送る。この際に、制御部３００は不良紙を紙受け台５１３に送ることなく、搬送軌道外へ排出する。
【００４０】
この不良紙分離制御機能部が行なう不良紙の排出には幾つかのモードがある。１つのモードは、運転中において不良要因が発生し易い時期、つまり通常運転時の抄紙開始直後や抄紙終了直前、あるいはエラー発生のために緊急停止した後の再起動時の抄紙開始直後に抄紙した領域である乾紙１０１の抄紙始端領域および抄紙終端領域を不良紙として排出するものである。制御部３００は、抄紙部２における抄紙運転の制御することで、抄紙の開始および終了のタイミングを検知し、このタイミングからの時間を計測することにより、あるいは品質検査部５０８による検知で乾紙１０１の先端を検知することにより、搬送軌道上における乾紙１０１の抄紙始端領域および抄紙終端領域の位置を認知し、カッター５０１を制御して乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出して、不良紙を不良紙分離部５１０から搬送装置５０７の搬送軌道外へ排出する。
【００４１】
また、他のモードは、乾紙１０１の途中において品質検査部５０８の検査結果に基づいて不良品質領域を含む不良紙を切り出すものである。抄紙部２においてヘッドボックス２３からワイヤーベルト２２へ紙料を安定供給している運転中においても、湿紙の１００の紙幅方向の両端部位と中央部位とに紙厚の変動が生じ易く、紙厚が許容値を超えて紙厚異常となることや、再生紙の紙幅に変動が生じて紙幅異常となることがある。
【００４２】
このため、制御部３００は、品質検査部５０８により乾紙１０１に生じた不良要因、つまり紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れのうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出し、品質検査部５０８の検査結果に基づいてカッター５０１を制御して乾紙１０１から不良品質領域を含む不良紙を切り出す。
【００４３】
すなわち、制御部３００は良品紙を設定サイズの再生紙１０２に裁断する作業中に品質検査部５０８において不良要因を検出すると、設定サイズに裁断可能な最後の再生紙１０２を裁断した後に裁断動作を中断し、最後の再生紙１０２が不良紙分離部５１０を通過して第４搬送ローラ５０６に向かった後に、不良紙分離部５１０を通常姿勢位置から分離姿勢位置に変位させ、後続の乾紙１０１の不良品質領域を不良紙分離部５１０から収容箱５１４に向けて排出し、不良品質領域を含む所定領域の乾紙１０１を不良紙としてカッター５０１で裁断して分離する。この不良紙が第３搬送ローラ５０５を通過した後に、不良紙分離部５１０を通常姿勢位置に復帰させる。
【００４４】
したがって、従来のように不良紙を短い寸法の紙片に繰り返し切断する時間が不要となり、製紙のタクトタイムを遅らせることなく、後続の紙の搬送を阻害することなく不良紙を搬送軌道上から排出できる。
【００４５】
ところで、品質検査部５０８から不良紙分離部５１０までの搬送軌道長が単葉紙の搬送方向の設定サイズより短い場合には、単葉紙の搬送方向終端縁が品質検査部５０８を通過する前に、単葉紙の搬送方向始端縁が品質検査部５０８に達する。このため、１枚の単葉紙に相当する乾紙１０１上の領域で、その搬送方向終端側に不良要因が存在すると、品質検査部５０８が不良要因を検出した時には紙の先端がすでに品質検査部５０８に達しており、不良紙を品質検査部５０８で排除することが困難である。この場合に、制御部３００は品質検査部５０８の下流側に位置する第４搬送ローラ５０６を停止して不良紙が紙受け台５１３に搬送されることを阻止し、不良紙を第４搬送ローラ５０６と品質検査部５０８の間にループ状に溜め、運転を中断して警報により管理者に知らせる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 古紙再生処理装置
２ 抄紙部
３ 脱水部
４ 乾燥部
５ 仕上げ部
１００ 湿紙
１０１ 乾紙
３００ 制御部
５０１ カッター
５０７ 搬送装置
５０８ 品質検査部
５０９ スリッター
５１０ 不良紙分離部
５１１ ガイド板
５１２ 揺動軸
５１４ 収容箱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部と、各部を制御する制御部を備える抄紙装置において、
仕上げ部は、帯状紙を単葉紙に裁断する裁断部と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置と、搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部を有し、
制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有することを特徴とする抄紙装置。
【請求項２】
制御部の不良紙分離制御機能部は、帯状紙の抄紙始端領域と抄紙終端領域のうちの少なくとも何れかを不良紙として排出することを特徴とする請求項１に記載の抄紙装置。
【請求項３】
仕上げ部は、帯状紙の不良品質領域を検出する品質検査部を有し、
制御部の不良紙分離制御機能部は、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すことを特徴とする請求項１または２に記載の抄紙装置。
【請求項４】
品質検査部は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出することを特徴とする請求項３に記載の抄紙装置。
【請求項５】
不良紙分離部で排出した不良紙を収容する収容部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の抄紙装置。
【請求項１】
帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上げ部と、各部を制御する制御部を備える抄紙装置において、
仕上げ部は、帯状紙を単葉紙に裁断する裁断部と、帯状紙および単葉紙を搬送する搬送装置と、搬送装置の搬送軌道上において良品紙と不良紙を仕分ける不良紙分離部を有し、
制御部は、裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出し、かつ不良紙分離部を制御して不良紙を搬送軌道外へ排出する不良紙分離制御機能部を有することを特徴とする抄紙装置。
【請求項２】
制御部の不良紙分離制御機能部は、帯状紙の抄紙始端領域と抄紙終端領域のうちの少なくとも何れかを不良紙として排出することを特徴とする請求項１に記載の抄紙装置。
【請求項３】
仕上げ部は、帯状紙の不良品質領域を検出する品質検査部を有し、
制御部の不良紙分離制御機能部は、品質検査部の検査結果に基づいて裁断部を制御して帯状紙から不良品質領域を含む不良紙を切り出すことを特徴とする請求項１または２に記載の抄紙装置。
【請求項４】
品質検査部は、帯状紙に紙幅異常、紙厚異常、欠損、破れ、脱墨不良による白色度低下や黒点のうちの何れかの不良要因が生じた領域を不良品質領域として検出することを特徴とする請求項３に記載の抄紙装置。
【請求項５】
不良紙分離部で排出した不良紙を収容する収容部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の抄紙装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−８３０２０（Ｐ２０１３−８３０２０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４４２７（Ｐ２０１１−２２４４２７）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（３９０００２１２９）デュプロ精工株式会社 (351)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（３９０００２１２９）デュプロ精工株式会社 (351)
【Ｆターム（参考）】
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