JPH11248892A - 電子線照射方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品や飲料容器等の被照射物に電子線を所定
方向に繰り返しビーム走査しながら照射し殺菌等の所期
の目的を達成するものにおいて、照射方向各部位の電子
線吸収量の均一化を可能とし得る電子線照射方法及びそ
の装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 前記走査電子線が出射される照射窓部
を、被照射物の少なくとも一部を囲繞する凹設部位で形
成し、前記被照射物より照射される電子線を偏向する方
向に磁力線を加える電子線偏向用の磁石体を具えるとと
もに、前記照射窓の凹設部位が直線状の面の組合せで形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品や飲料容器等
の被照射物、特に立体的で複雑な形状をした飲料容器に
電子線を繰り返しビーム走査しながら照射し殺菌等の所
期の目的を達成する電子線照射方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】食品や飲料容器を殺菌
する手段として従来の薬剤（オゾン水や過酢酸）による
殺菌手段や加熱殺菌手段に代り、電子線（電子ビーム）
を容器に所定の振れ角でビーム走査しながら照射して該
容器を殺菌する方法が、近年研究開発されつつある。か
かる電子線殺菌手段はペットボトル等の耐熱性の低い樹
脂容器等の殺菌に有効である。

【０００３】このような容器殺菌の為のビーム走査型電
子線照射装置は未だ公知ではないが、図５に示されるよ
うな装置が検討されている。図５において、１は電子ビ
ーム（電子線）２を発生する電子ビーム発生／加速装置
で、例えば電子銃を出射する電子銃と、その電子銃から
出射された電子ビームを所定のエネルギーを有するよう
に加速する加速管と、その加速管に前記電子ビームを加
速するためのマイクロ波エネルギーを供給するクライス
トロンとを具えている。そして前記加速された電子ビー
ム２は筒状のビームガイド筒３を介して収束電磁石４
（ビーム絞りレンズ）に導かれ、前記電子ビーム２を直
径方向に収束、言換えればビームの絞りを行ない細径化
させてエネルギーの高密度化を図る。

【０００４】前記収束電磁石４により高密度化された収
束電子ビームは、前面に進むに連れビーム走査方向に拡
開された偏平円錐台状の走査ホーン６内に導入される。
走査ホーン６は入口側に走査電磁石５が、前面にスリッ
ト状の照射窓７を具え（同図（Ｂ）参照）、該照射窓７
をチタン膜等の電子線透過膜で封止し、内部を真空空間
下に維持させている。そして前記走査ホーン６内に導入
された収束ビームは走査電磁石５により所定の振れ角と
振れ周波数（往復偏向周波数）で偏向走査される訳であ
るが、この偏向走査を行なう際にビーム走査速度、言換
えれば角速度を制御する為に、前記走査電磁石５への印
加電圧を制御する制御信号を走査電磁石制御装置１０か
ら取込むようにし、そして角速度を制御しながら偏向走
査された走査電子線８は偏平円錐台状の走査ホーン６内
及び照射窓７を介して容器２０の基線方向に走査しなが
ら容器２０全長に亙って照射して所定の殺菌動作を行な
う。

【０００５】かかる装置における前記電子ビームの走査
角速度により形成される走査波形は走査電磁石５の磁界
強度変化、言換えれば該走査電磁石５に印加される電圧
変化に依存し、通常のビーム走査装置においては、その
電圧制御の容易さから被照射物の肉厚とは無関係に前記
走査波形が図５（Ｃ）に示すような三角波若しくは正弦
波（交流波形）になるように電圧制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら被照射物
の肉厚とは無関係に前記三角波若しくは正弦波で走査を
行なった場合、立体的で複雑な形状をした例えばペット
ボトル等の飲料容器２０の内側及び外側の全表面を電子
線照射により殺菌することはなかなか困難であり、これ
を実現した装置の実用化例は国の内外を問わず未だ存在
しない。

【０００７】即ちその課題を、図６及び図５に基づいて
具体的に説明するに、図６は前記走査ホーン６をペット
ボトル２０の上方に配置し、電子線８がボトル２０上面
を左右に繰り返し走査しながら照射する方法、図５は前
記走査ホーン６をペットボトル２０の側方に配置し、ボ
トル２０基線に沿って上端から下端方向に繰り返し走査
しながら照射する方法、及び図示しないが、ペットボト
ル２０の左右両側に夫々配置した２台の走査ホーン６に
よりペットボトル２０を側方両側から照射する方法があ
る。

【０００８】しかしながら前記図６に示す上方照射で
は、ペットボトルのような深い飲料容器２０を上方から
照射した場合、容器２０上部の吸収線量は多いが、容器
２０下部の吸収線量が非常に少なく、容器２０底部の吸
収線量は皆無に近いため実用に適さない。前記図５に示
す側方照射では、一般的に容器２０の口部２２はキャッ
プ封印出来るように厚肉となっていて、電子線が透過で
きないので口部２２内側の吸収線量が非常に少ない。
又、走査ホーン６に遠い側の反対側に位置する容器壁２
７の吸収線量が少ない。また、胴体部の肉厚は薄くなっ
ているので、厚肉部の電子線透過量は小さく、薄肉部の
透過量は大きくなり、容器２０内部の電子線吸収量は均
一とはならない。

【０００９】更に側方両側照射では、両側から容器２０
を挟むように照射することから容器２０胴体部の吸収線
量は改善されるが、コストが極めて高い照射装置を２台
必要とするので実用に適さない。

【００１０】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、食
品や飲料容器等の被照射物に電子線を所定方向に繰り返
しビーム走査しながら照射し殺菌等の所期の目的を達成
するものにおいて、前記被照射物の照射方向各部位の電
子線吸収量の均一化を可能とし、これにより例えば前記
容器においては殺菌むらが無くかつ電子線照射による品
質の悪化の発生を防止し得る電子線照射方法及びその装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に至った経過を図
６及び図７に示す比較技術に基づいて説明する。電子線
走査型電子線照射装置は図５（Ｃ）に示すように走査波
形が一般的には三角波５０となっており、被照射物側の
形状は一切考慮されていない。このような装置でペット
ボトルのように形状変化の大きい食品（飲料）容器を容
器上方（ボトル口部２２側）から図６のように電子線照
射した場合、電子線を扇状に走査する走査角に比較して
容器外径が小さいために中心付近の走査電子線８は容器
２０を照射するが、その外側の走査電子線８は容器２０
外に透過され、そのほとんどが無駄になる。

【００１２】一方中心付近の走査電子線８においても、
ボトル口部２２とボトル肩部２３の吸収線量が高くな
り、ボトル底部２４周辺の吸収線量が低くなるため、ボ
トル各部位で吸収線量に大きなバラツキが生じる。これ
はボトル口部２２と肩部２３では電子線照射窓７に近
く、空気中での電子線８のエネルギ・ロスが少ないため
吸収線量が高く、またボトル底部２４周辺では電子線照
射窓７からの距離が最も遠いため空気中での電子線８の
エネルギ・ロスが最も多く、さらにボトル肩部２３を一
旦透過してエネルギの大きく減衰した電子線８がボトル
底部２４に到達するため吸収線量としては非常に低い値
となる。この場合、殺菌に必要な電子線吸収量はある決
められた値以上であるので、ボトル底部側に必要な量を
確保しようとすると、ボトル口部２２と肩部２３での電
子線吸収量は過大となり、ボトル材質の弱体化、変色等
の悪影響を生ずる。

【００１３】かかる不具合を解消する為に図７に示すよ
うな偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂを用いた電子線照射装置
を同時提出の特許願で提案している。本装置は、走査ホ
ーン６の出口側に、ビーム中心線を挟んでその両側に、
前記偏平状の走査ホーン６を挟んで左右対称位置に夫々
一対ずつの偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂを配置する。偏向
磁石板１９Ａ、１９Ｂは、走査磁石５のように交番電圧
ではなく、電子線進行方向を走査ホーン６下部両側で、
偏向磁場を形成する直流磁石を用いている。この場合、
前記偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂの配設位置は、走査ホー
ン６の電子線照射窓７の出口側の大気空間中でもよい
が、好ましくは走査ホーン出口部のホーン内真空空間に
磁力線を作用することにより、精度よく偏向できる。

【００１４】尚、走査ホーン６で扇状に振れる走査電子
線は、振れ角が大きくなる程、言換えればビームが外側
にいくほど偏向角を中央方向（被照射物のある方向）に
大きく取る必要がある。この為偏向磁石板１９Ａ、１９
Ｂは中心側より外側に進むに連れ徐々に上面を斜め上に
傾斜させて、言換えれば徐々に幅広になるように延在さ
せて偏平直角三角形状に形成している。

【００１５】この場合偏向磁場による電子線の偏向量は
電子線がその磁場を通過する距離またはその磁場の強さ
に依存するため、偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂとして図８
に示すような均一磁束密度方式を採用する場合には、電
子線の偏向量は磁場を通過する距離に依存し、また図９
に示すような不均一磁束密度方式を採用すると、電子線
の偏向量は電子線が通過する部分の磁束密度の大きさに
依存する。

【００１６】従って前記磁石体の延在方向に沿って該磁
石体の形状、対面する磁石体の対面面積、若しくは対面
する磁石体間の距離（ギャップ）のいずれか一又は複数
を制御して、電子線交差方向の磁束密度若しくは偏向磁
場を電子線が通過する距離を異ならせて磁力線による電
子線の偏向角制御を行ない、外側の走査電子線が前記偏
向磁石板１９Ａ、１９Ｂにより中心側に向け偏向され、
ペットボトル２０の所定位置に的確に電子線が照射でき
るように構成している。

【００１７】しかしながら、かかる比較技術においても
次の様な問題がある。前記図７に示す比較技術の様に前
記電子線を偏向させてもペットボトル２０が縦長である
のに対し、走査ホーン６の電子線照射窓７は前記ペット
ボトル２０の軸線に対し平面状であるために、照射窓７
からボトル口部２２間での距離、照射窓７から肩部２３
間での距離、更にはボトル胴体部２５までの距離が大き
く異なり、而も電子線８は真空中から大気中に出ると、
空気分子に作用して散乱を受け電子線束の断面形状が拡
大して距離に比例した電子線のエネルギ・ロスが大き
く、その吸収線量がなおばらつくというする不具合を残
している。

【００１８】本発明はかかる課題を解決するため、請求
項１記載の発明において、負圧（真空）空間内で電子線
を走査する走査体の照射窓部より出射される走査電子線
を、食品や飲料容器等の立体形状の被照射物に繰り返し
照射しながら殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射
方法において、前記走査電子線が出射される照射窓部を
凹設し、該凹設空間内に被照射物を配置した状態で、該
照射窓の凹設部位より出射される電子線を前記被照射物
に照射させることを特徴とする。この場合、前記電子線
の繰り返し走査は、例えば対面配置した一対の走査電磁
石に交番電圧を印加しながら扇状にビーム走査する二次
元走査でもよく、又例えば四本の走査電磁石を電子線周
囲に方形枠状に囲繞配置し、各対間の走査電磁石に位相
差をずらして交番電圧を印加しながら円錐状にビーム走
査する三次元走査のいずれの場合も含む。

【００１９】かかる発明によれば、前記凹設空間内に被
照射物を挿入配置すれば、照射窓からの被照射物周面ま
での距離、具体的には照射窓７からボトル口部２２間で
の距離、照射窓７から肩部２３間での距離、更にはボト
ル胴体部２５までの距離がほぼ一致し、距離に比例した
電子線のエネルギ・ロスが一定化しその吸収線量が一定
化する。

【００２０】この場合、前記照射窓の凹設部位はその凹
設角度に対応して偏向しているために、扇状や円錐状に
走査される走査ビームでは円滑に前記照射窓より出射さ
れない。そこで請求項２記載の発明は、前記照射窓の凹
設部位より出射される前の走査電子線に、該電子線を偏
向する方向に磁力線を加え、前記照射窓の凹設部位より
前記被照射物に照射される電子線の一部が前記磁力線に
より偏向された電子線であることを特徴とする。

【００２１】これにより、走査ビームが前記偏向磁石板
により前記照射窓の凹設部位は凹設角度に対応して偏向
しているために、それぞれの照射窓より円滑に出射出
来、無駄になることなく電子線吸収線量が概ね均一にな
るように偏向させることが出来る。この場合、前記磁力
線による電子線の偏向位置は、走査ホーンの照射窓の出
口側の大気空間中でもよいが大気中だと電子線が発散し
て精度よく偏向できない。そこで好ましくは、前記電子
線を走査する為に形成された負圧（真空も含む）空間で
あるのがよい。前記被照射物に好適に電子線を照射する
ための前記磁力線による電子線の偏向角制御は、前記磁
力線の磁束密度制御若しくは偏向磁場を電子線が通過す
る距離の制御により行なわれるのがよい。

【００２２】請求項３記載の発明は、前記請求項１記載
の発明を効果的に実施するための装置に関する発明で、
前記走査電子線が出射される照射窓部を、被照射物の少
なくとも一部を囲繞する凹設部位で形成し、前記被照射
物より照射される電子線を、該照射窓の凹設部位より出
射可能に構成したことを特徴とする。

【００２３】そして好ましくは、前記照射窓の凹設部位
より出射される前の走査電子線に、該電子線を偏向する
方向に磁力線を加える電子線偏向用の磁石体を具えるこ
とにより請求項２記載の発明を円滑に達成し得る。

【００２４】さて前記凹設部位は後記実施例に示すよう
に、飲料容器を上方から囲むように約Ｕ字状に形成する
場合が多い。しかしながら約Ｕ字状に形成すると、次の
様な問題が生じる。

【００２５】即ち走査ホーンの内側は電子線を空気の妨
害無く加速させるために高度な真空となっているが、大
気中に置いてある被照射物に電子線を照射させるために
薄い金属膜による照射窓により大気が走査ホーンに流入
するのを防止している。この場合、照射窓を約Ｕ字状と
すると、照射窓から大気が流入しないようにパッキン等
のシール材を用いてブラケットで締め付け密封する必要
がある。

【００２６】しかし、約Ｕ字状の金属類を真空漏れなく
締め付けるのは中々困難であり、又、照射窓は一般的に
数１０μｍと薄いので走査ホーン本体に溶接することが
困難であり、又、電子線に耐える接着剤が無いので接着
することも困難で、結論的には、約Ｕ字状の照射窓の実
現が技術的にも中々困難である。

【００２７】そこで請求項５記載の発明は、前記前記照
射窓の凹設部位が直線状の面の組合せで形成されている
ことを特徴とする。より具体的には請求項６記載の様
に、前記照射窓の凹設部位が直線状の面の組合せで形成
され、該照射窓部が、前記被照射物の左右両側方及び上
方位置に形成するとともに、左右両側方の照射窓部には
偏向磁場を持つ直流磁石を夫々に配設することにより、
前記走査体内をビーム走査される電子線の進行方向を偏
向させて左右両側方の照射窓部より偏向電子線が照射可
能に構成するのがよい。かかる発明によれば、直線状の
面である為に真空漏れなく締め付けるのは容易であり数
１０μｍと薄い照射窓部の溶接や接着の必要もなくな
り、これにより立体的で複雑な形状をした被照射物の内
外の全表面を照射ムラ無く、効率的に照射する装置の提
供が技術的にもコスト的にも容易になる。

【００２８】この場合、請求項７記載の様に、被照射物
の左右両側方及び上方位置に形成した照射窓部間が接続
ブロックにより一体的に固定してなる電子線照射装置に
おいて、電子線の走査パターンを、接続ブロック通過時
の走査速度を、照射窓部の走査速度に対し相対的に高速
にするのがよい。これにより接続ブロック部分の走査速
度を高速にして接続ブロック部分での浪費を最小とする
ことが出来る。

【００２９】即ち、前記の構成を取っても、照射窓の反
対側に位置する容器底面部に直接照射させることは不可
能である。そこで本発明は、請求項８記載の様に、被照
射物を挟んで前記走査体の反対側に反射板を設置し、該
反射板から反射された反射電子線により、被照射物の底
面外部を付加照射するのがよい。前記電子線反射板は原
子番号の大きい金属若しくは金属膜、例えばタングステ
ン板や金板若しくはステンレス板に金メッキを施した部
材で形成することにより、加速エネルギが低い（６００
ＫｅＶ）電子線では約５０％の電子の反射が期待でき
る。又、電子線反射板の反射面形状は、被照射物の所定
部位に電子線を集束させる集束（集光）面形状、具体的
には椀形、約Ｕ字状に形成するのが好ましいが、平板状
若しくは凸面状の反射板で形成することも可能である。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。図１及び図２は本発明の実施形態に係
るビーム走査型電子線照射装置を示し、図２は斜視図、
図１はその正面図である。

【００３１】これらの図において、５はビーム走査を行
なう一対の走査磁石、６は前面に照射窓７を有する偏平
円錐状の走査ホーン６で前記照射窓７は約Ｕ字状に凹設
され、該凹設部位内に、網目コンベア１４に立設された
ペットボトル２０が順次侵入可能に構成されている。１
９Ａ、１９Ｂは走査ホーンの照射窓７の凹設部位の左右
両側に配設しホーン６内真空空間に磁力線を作用させる
偏向磁石板で、直流電圧電源２９が接続されている。ペ
ットボトル２０は、網目コンベア１４に立設された状態
で照射窓７の凹設部位に順次搬送される。そして前記照
射窓７と反対側に位置する網目コンベア１４下方のボト
ル底部２４と対面する位置に反射板１２を配置してい
る。反射板１２には、金（メッキ）、タングステン等の
原子番号の大きな金属を用いて、加速エネルギが低い
（６００ＫｅＶ）電子線でも約５０％の電子の反射が期
待できるように設定している。又前記反射板１２の反射
面形状は、ボトル２０底部２４に夫々電子線８が集束さ
れるように偏平Ｕ状に若しくは僅かに腕型状にその曲率
面を設定している。

【００３２】前記網目コンベア１４の左右両側にはコン
ベアガイド１５が配設されているが、ボトル２０照射位
置部分では、コンベアガイド１５が切断されており、コ
ンベアガイド１５により電子線８の照射を妨げないよう
な構造にしている。コンベア１４を網目状にしたのは下
側に配した反射板１２よりの反射電子線１８の照射を容
易にする為である。

【００３３】偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂは、走査ホーン
６の照射窓７の凹設部位の左右両側に、夫々前記偏平状
の走査ホーン６を挟んで左右対称位置に夫々一対ずつ配
置する。夫々の偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂの形状は、走
査磁石５により所定の振れ角で走査された走査された走
査電子線が、中心側に向け斜め下方に若しくは水平偏向
されるように、より具体的には中心側では薄肉に、外側
に進むに連れ厚肉になるように、略三角形状に、言換え
れば凹設部位と対面する一辺は該凹設部位に沿って中央
側に傾斜させ、底辺は水平に外側に延在させ、そして上
辺は前記二つの辺を結ぶ傾斜辺となっている。

【００３４】かかる実施形態によれば、前記ペットボト
ル２０は前記照射窓７の凹設部位内に約２／３程度侵入
しており、従って容器２０の底部２４まで円滑に電子線
８を吸収させるには、外方より中央側に向け、下向きに
約４５°の角度で侵入するように偏向するのがよい。こ
の為走査ホーン６で扇状に振れる走査電子線は、振れ角
に対応させてビームが外側にいくほど偏向角を中央方向
（ペットボトル２０のある方向）に大きく取る必要があ
る。

【００３５】そして前記偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂは、
均一磁束密度の磁場内で、その磁場を通過する距離を異
ならせる方式、電子線がその磁場を通過する距離を一定
にした状態で磁束密度を異ならせる方式、及び両者を組
合せた方式がある。図８は均一磁束密度の磁場内で、そ
の磁場を通過する距離を異ならせる方式を示し、図８
（Ａ）に示すように、磁力を発生させる鉄芯コイル１９
０を挟んでその両側に偏平直角三角板からなる一対の磁
性金属板（偏向磁石板１９Ａ₁ 、１９Ａ₂ ）を電子線入
射方向と交差する方向に、偏向磁石板１９Ａ₁、１９Ａ₂
間のギャップが一定になるごとく平行に延在させて形成
している。

【００３６】かかる構成によれば図８（Ｂ）に示すよう
に電子線偏向曲率半径をＲｇ、磁石束中（磁石ギャップ
中）の電子線移動距離をＬとした場合に、一対の偏向磁
石板１９Ａ₁、１９Ａ₂間のギャップを一定（Ｇ₁＝Ｇ₂）
した状態で、前記電子線が電子線偏向曲率半径Ｒｇの接
線方向に入射したと仮定すると、該電子線は磁石束中の
電子線移動距離Ｌに比例して偏向する。従って図８
（Ｃ）に示すように電子線の偏向角θは磁石束中の電子
線移動距離Ｌに比例して大きくすることが出来る。従っ
て偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂの形状は、走査ホーン内を
通過する走査ビームの振れ角に対応させて中心側より外
側に進むに連れ幅広になるように略直角三角形状の偏向
磁石板１９Ａ、１９Ｂを配設するのがよい。

【００３７】図９は電子線がその磁場を通過する距離を
一定にした状態で、磁束密度を異ならせる方式を示し、
図９（Ａ）に示すように、磁力を発生させる鉄芯コイル
１９０を挟んでその両側に長方形板からなる一対の磁性
金属板（偏向磁石板１９Ａ₁、１９Ａ₂ ）を電子線入射
方向とほぼ直交する方向に、先側に進むに連れ徐々にギ
ャップが大になるように八の字状に拡開させて延在させ
ている。（Ｇ₁＜Ｇ₂）かかる構成によれば図９（Ｂ）に
示すように、一対の磁性金属板（偏向磁石板１９Ａ₁、
１９Ａ₂）のギャップ（Ｇ₁＜Ｇ₂）が広がるに連れ磁束
密度が小さくなるために、ギャップ（Ｇ₁＜Ｇ₂）に反比
例して電子線偏向角θが変化する。

【００３８】従って前記偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂにお
いては、前記いずれの方式のおいても磁石体の延在方向
に沿って該磁石体の形状、対面する磁石体の対面面積、
若しくは対面する磁石体間の距離（ギャップ）のいずれ
か一又は複数を制御して、電子線交差方向の磁束密度若
しくは偏向磁場を電子線が通過する距離を異ならせて磁
力線による電子線の偏向角制御を行ない、外側の走査ビ
ームが前記偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂにより中心側に向
け偏向され、約Ｕ字状の照射窓７より約４５°の下向き
傾斜角でペットボトル２０の所定位置に的確に電子線８
が照射できるように構成すればよい。

【００３９】次にかかる実施形態の作用を図１及び図２
に基づいて説明する。先ず電子線走査ホーン６の基部に
ある交番（交流）磁界を発生させる走査磁石５にて電子
線が走査（スキャニング）される。交番（交流）磁界は
図５（Ｃ）に示すように走査波形が三角波走査になるよ
うに制御する。走査された電子線は偏向磁石板１９Ａ、
１９Ｂにより、ほぼ振れ角に対応して中心側に偏向され
た後、約Ｕ字状に凹設された照射窓７から空気中に出射
される。そして網目コンベア１４により約Ｕ字状に凹設
された照射窓７内に侵入したペットボトル２０は、前記
ボトル周面と照射窓７の凹設部位周面間の距離はほぼ一
定距離となっているために、照射窓７から空気中に出射
された電子線８がボトル周面まで到達するまでの電子線
強度はほぼ一定に減衰されたビームが照射され、ほぼ均
等エネルギーでボトル胴体部２５に至るまで照射される
こととなる。更に電子線８の透過しにくいボトル底部２
６については前記偏向電子線８等が反射板１２で反射し
た反射電子線１８により照射される。これによりボトル
２０のどの部位でも吸収線量を概ね均一にすることがで
きる。

【００４０】図３乃至図４は本発明の他の実施形態に係
る電子線照射装置で、略台形状に凹設した照射窓を具え
ている。本実施形態においては、上部からペットボトル
２０を囲むように凹設した照射窓７Ａ〜７Ｃを走査ホー
ン６下面側に形成した点は前記実施例と同様であるが、
特に電子線８の照射窓７Ａ〜７Ｃを直線状の面として、
左右両側方及び上方の３ヶ所に設け、左右両側方７Ａ、
７Ｃには偏向磁場を持つ直流磁石（偏向磁石）を各々に
設けて電子線の進行方向を偏向させてペットボトル２０
を側方から照射させるようにしている。これにより立体
的で複雑な形状をした被照射物の内外の全表面を照射ム
ラ無く、効率的に照射することが出来る。

【００４１】次に照射窓の構造について図４に従って更
に説明する。照射窓７Ａ〜７Ｃは下方をペットボトル２
０が侵入可能に開口され、台形状に形成した接続ブロッ
ク７６を具え、該接続ブロック７６は図４（Ｃ）に示す
ように左右両側壁及び頂面にスリット溝状の照射窓開口
部７０Ａを具えている。又、前記開口部７０Ａには締付
フランジ７２及びボルト７５を介して数１０μｍの薄層
の電子線透過膜７７、例えばチタン膜が気密封止的に取
り付けられ、該透過膜７７により走査ホーン６内を気密
封止し真空状態を維持している。

【００４２】尚、前記照射窓７の左右両側には前記した
ように偏向磁場を持つ直流磁石（偏向磁石）が配設され
ているが、図３では該偏向磁石板１９Ａ、１９Ｂが略直
角三角形、又図４（Ｂ）では外側に進むに連れ拡幅化さ
れた台形状になっている。このように構成したのは、図
３では照射窓７（７Ａ〜７Ｃ）の凹設部位内にペットボ
トル２０が２／３程度しか侵入しておらず、このためボ
トル２０全長に亙ってほぼ等距離で電子線８を出射させ
るために略直角三角形に形成し、又図４（Ｂ）では照射
窓７（７Ａ〜７Ｃ）の凹設部位内にペットボトル２０が
全部侵入しているため、ボトル２０全長に亙ってほぼ等
距離で電子線８を出射させるために略台形状に形成した
ものである。特に図４（Ｂ）の場合は、偏向した電子線
８が電子線透過膜７７を直交して透過するために実質的
な透過膜厚さが最も薄肉になり、透過効率が低下する事
なく好ましい。

【００４３】尚、前記実施形態の装置で両側方の照射窓
７Ａ、７Ｃと上方の照射窓７Ｂとの境界部分となる接続
ブロック７６に電子線が照射吸収されて浪費されること
を防止するため、電子線の走査パターンを図４（Ａ）に
示すように照射窓部分の走査速度Ａに対し、境界部分と
なる接続ブロック７６の走査速度Ｂを早くし、効率よい
照射を可能にしている。

【００４４】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、被照
射物の照射方向における異なる肉厚若しくは電子線透過
量に対応させて外方に拡開走査される電子線を中心側に
向け偏向させるために、被照射物全体における電子線吸
収量が均一かつ必要な電子線吸収量が得られる。これに
より、前記被照射物が食品や飲料容器である場合には容
器内各部において均一な殺菌能力が得られ、殺菌むらの
発生及び品質の低下を防止することができる。

【００４５】特に照射窓部をほぼ水平に形成した走査ホ
ーンでは被照射物までの距離が大きく異なり電子線のエ
ネルギ・ロスのバラツキが生じるが、請求項１及び３記
載の本発明では、前記凹設空間内に被照射物を挿入配置
すれば、照射窓からの被照射物周面までの距離に比例し
た電子線のエネルギ・ロスが一定化しその吸収線量が一
定化する。

【００４６】又請求項２及び４記載の発明では、被照射
物に直射しないで無駄になっていた電子線の進行方向を
非照射物を照射する方向に偏向することにより照射効果
が向上する。これにより従来の上方照射では吸収線量が
不足していた容器下部の吸収線量が高くなり１台の走査
ホーンで容器口部、容器上部、容器下部を均等に照射す
ることが可能となる。

【００４７】また請求項５及び６記載によれば、直線状
の面である為に真空漏れなく締め付けるのは容易であり
数μｍと薄い照射窓部の溶接や接着の必要もなくなり、
これにより立体的で複雑な形状をした被照射物の内外の
全表面を照射ムラ無く、効率的に照射する装置の提供が
技術的にもコスト的にも容易になる。

【００４８】請求項７記載の発明によれば、接続ブロッ
ク部分の走査速度を高速にして接続ブロック部分での浪
費を最小とすることが出来る。請求項８記載の発明によ
れば、容器底を反射板で照射付加することにより、容器
の内外全表面を、吸収線量の不足なくくまなく照射する
ことが可能となるとともに容器の内外全表面を安価、且
つ容易に照射することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るビーム走査型電子線
走査装置の全体概略図で、走査ホーンの照射窓をＵ字状
に凹設して形成している。

【図２】 図１の実施形態に係るビーム走査型電子線走
査装置の全体斜視図である。

【図３】 本発明の他の実施形態に係るビーム走査型電
子線走査装置の全体概略図で、走査ホーンの照射窓を台
形状に凹設して形成している。

【図４】 図４の装置の要部説明図で、（Ａ）は電子線
の走査速度と走査角度を示すグラフ図、（Ｂ）照射窓の
組み付け状態を示す説明図、（Ｃ）はそのΧ視図を示
す。

【図５】 本発明の前提となる前記ビーム走査型電子線
走査装置の基本構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は
走査ホーンの窓部の形状を示し、（Ｃ）は電子線の走査
状態を示す。

【図６】 本発明の第１の比較技術に係るビーム走査型
電子線走査装置の全体概略図で、走査ホーンを容器上方
に配置してある。

【図７】 本発明の第２の比較技術に係るビーム走査型
電子線走査装置の全体概略図で、走査ホーンを容器上方
に配置し且つ偏向磁石板を配設してある。

【図８】 均一磁束密度の磁場内で、その磁場を通過す
る距離を異ならせる方式の偏向磁石板を説明するための
新規な技術で、（Ａ）は前記偏向磁石板を示す斜視図、
（Ｂ）及び（Ｃ）は前記電子線の偏向角と磁場通過距離
との関係を示す説明図である。

【図９】 電子線がその磁場を通過する距離を一定にし
た状態で、磁束密度を異ならせる方式の偏向磁石板を説
明するための新規な技術で、（Ａ）は前記偏向磁石板を
示す斜視図、（Ｂ）は前記電子線の偏向角と磁場通過距
離との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 電子ビーム発生／加速装置 ５ 走査電磁石 ６ 走査ホーン ７ 照射窓 ８ 走査電子線 １２ 反射板 １４ 網目コンベア １５ コンベアガイド ２０ 容器（ペットボトル） １９Ａ、１９Ｂ 偏向磁石板 ２９ 磁石用電源（直流電圧電源） ７６ 接続ブロック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負圧（真空）空間内で電子線を走査する
   走査体の照射窓部より出射される走査電子線を、食品や
   飲料容器等の立体形状の被照射物に繰り返し照射しなが
   ら殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射方法におい
   て、 前記走査電子線が出射される照射窓部を凹設し、該凹設
   空間内に被照射物を配置した状態で、該照射窓の凹設部
   位より出射される電子線を前記被照射物に照射させるこ
   とを特徴とする電子線照射方法。
2. 【請求項２】 前記照射窓の凹設部位より出射される前
   の走査電子線に、該電子線を偏向する方向に磁力線を加
   え、前記照射窓の凹設部位より前記被照射物に照射され
   る電子線の一部が前記磁力線により偏向された電子線で
   あることを特徴とする請求項１記載の電子線照射方法。
3. 【請求項３】 負圧（真空）空間内で電子線を走査する
   走査体の照射窓部より出射される走査電子線を、食品や
   飲料容器等の立体形状の被照射物に繰り返し照射しなが
   ら殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置におい
   て、 前記走査電子線が出射される照射窓部を、被照射物の少
   なくとも一部を囲繞する凹設部位で形成し、前記被照射
   物より照射される電子線を、該照射窓の凹設部位より出
   射可能に構成したことを特徴とする電子線照射装置。
4. 【請求項４】 前記照射窓の凹設部位より出射される前
   の走査電子線に、該電子線を偏向する方向に磁力線を加
   える電子線偏向用の磁石体を具えてなる請求項３記載の
   電子線照射装置。
5. 【請求項５】 前記前記照射窓の凹設部位が直線状の面
   の組合せで形成されていることを特徴とする請求項４記
   載の電子線照射装置。
6. 【請求項６】 前記照射窓の凹設部位が直線状の面の組
   合せで形成され、該照射窓部が、前記被照射物の左右両
   側方及び上方位置に形成するとともに、左右両側方の照
   射窓部には偏向磁場を持つ直流磁石を夫々に配設するこ
   とにより、前記走査体内をビーム走査される電子線の進
   行方向を偏向させて左右両側方の照射窓部より偏向電子
   線が照射可能に構成した請求項４記載の電子線照射装
   置。
7. 【請求項７】 被照射物の左右両側方及び上方位置に形
   成した照射窓部間が接続ブロックにより一体的に固定し
   てなる請求項６記載の電子線照射装置において、 電子線の走査パターンを、接続ブロック通過時の走査速
   度を、照射窓部の走査速度に対し相対的に高速にしたこ
   とを特徴とする電子線照射装置。
8. 【請求項８】 被照射物を挟んで前記走査体の反対側に
   反射板を設置し、該反射板から反射された反射電子線に
   より、被照射物の底面外部を付加照射することを特徴と
   する請求項６記載の電子線照射装置。