JPH11248896A - 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、立体的に出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】 本発明は、電子線走査体を、被照射物の
立設方向に対し所定角度傾斜させて被照射物の斜め上方
に設置するとともに、走査体片側の立設方向側に偏向磁
場を持つ直流磁石を設け、前記被照射物に前記直流磁石
により偏向された電子線と偏向されない電子線が照射可
能に構成したことを特徴とし、好ましくは例えば飲料容
器の斜め上部に走査ホーンを設置し、走査ホーンの照射
窓の約半分を飲料容器の口部とほぼ平行となるように曲
げ、この平行に曲げた部分に電子線偏向磁石板を設けて
電子線を飲料容器の真上から照射し、又、他の照射窓か
らの電子線で飲料容器の側方を照射させることを特徴と
する。

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１０に示される
ような装置が検討されている。図１０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、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
子ビーム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（図１０（Ｂ）参照）、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１０（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１０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１０
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
法である。

【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１０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１０（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ＰＥ
Ｔ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、その外側の走査ビームは容器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、
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は
複数対の偏向磁石を用いるために、コスト的にも又その
磁場制御も煩雑化する。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が縦長であるために、照射窓７からボトル
底部までの距離が長いために、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８のエ
ネルギ・ロスが大きくなる。

【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、前記走査体を、被照射物の立設方向に対
し所定角度傾斜させて被照射物の斜め上方に設置すると
ともに、走査体片側の立設方向側より出射される走査電
子線に磁力線を加え、前記被照射物に照射される電子線
が前記磁力線により偏向された電子線と偏向されない電
子線の組合わせであることを特徴とする。

【００１９】かかる発明によれば、電子線走査体（走査
ホーン）を被照射物の斜め上に設置することにより、照
射ホーン下側の偏向磁石板の無い側で被照射物の距離を
短縮して距離に比例した電子線のエネルギ・ロスを少な
くすると共に、照射ホーン上側の偏向磁石板で電子線を
下方に曲げることにより被照射物に当たらない無効電子
線が少なくなり、被照射物の上方を円滑に照射すること
が可能となり、１台の走査ホーンで且つ一対の偏向磁石
板で容器側面、容器上面を均等に照射することが可能と
なる。

【００２０】この場合、前記磁力線による電子線の偏向
位置は、走査ホーンの電子線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。即ち偏向磁石板を走査ホーンの外側（大気
側）に設置した場合、電子線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
が拡大して偏向効率が悪化する不具合を有している。

【００２１】そこで好ましくは請求項２記載のように、
前記磁力線による電子線の偏向位置が、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。又、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、請求項１記載の発
明を好適に実施するための装置に関する発明で、前記走
査体を、被照射物の立設方向に対し所定角度傾斜させて
被照射物の斜め上方に設置するとともに、走査体片側の
立設方向側に偏向磁場を持つ直流磁石を設け、前記被照
射物に前記直流磁石により偏向された電子線と偏向され
ない電子線が照射可能に構成したことを特徴とする。

【００２３】さて前記装置において、電子線照射窓を平
面状にした走査ホーンの約半分に電子線偏向磁石板を設
置し、電子線が被照射物の上方を照射するように電子線
を偏向磁石板で曲げている。この電子線偏向を走査ホー
ンの真空（走査ホーン内に磁力線を作用する）側で行な
う場合（図８）には、電子線は照射窓を斜めに通過する
ため、照射窓を形成するチタン膜等の電子線透過膜の通
過距離が１／cosθ 倍と長くなる。例えばθ＝６０°の
場合には金属膜通過距離は２倍となる。一般的に電子線
透過膜の厚さは電子線の減衰を最小にするように例えば
数１０μｍ程度に薄くしているので、金属膜通過距離が
２倍にもなることは電子線の透過効率が低下し非常に不
利である。

【００２４】又電子線照射窓を平面状にした走査ホーン
で被照射物の立設方向に対し所定角度傾斜させて配置す
ると、水平に設置した場合と比較すると被照射物頂面
（容器キャップ頂面）との距離が長くなってしまう。特
に、電子線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減衰す
る為に距離が長くなることは不利である。

【００２５】請求項５記載の発明はかかる課題を解決す
るもので、前記偏向された電子線を出射させる照射窓部
が、偏向されない電子線を出射させる照射窓部に対し偏
向方向側に変向されていることを特徴とする。かかる発
明によれば、例えば飲料容器の斜め上部に走査ホーンを
設置し、走査ホーンの照射窓の約半分を飲料容器の口部
とほぼ平行となるように曲げ、この平行に曲げた部分に
電子線偏向磁石板を設けて電子線を飲料容器の真上から
照射し、又、他の照射窓からの電子線で飲料容器の側方
を照射させるようにして、立体的に出複雑な形状をした
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。

【００２６】又、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６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。

【００２７】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（６００ＫｅＶ）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、具体的には走査ホーンが斜め
上方に傾斜されているためにこれに対応して、その対称
反対側の容器底部角隅部を中心としてＲ状、若しくは偏
平曲率面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。

【００２８】

【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す。

【００２９】図１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はビーム中心線に対し、
直交する直線状平面をなし、該走査ホーン６を図上左方
に約４５°角度で傾斜させ、容器垂直軸線に対し斜め上
方に走査ホーン６が位置するように配置する。１９は走
査ホーンの照射窓７の斜め上方に延在させている図上右
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、不図示の直流電圧電源が接続されている。
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下に順次搬送される。

【００３０】そして前記電子線照射窓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。

【００３１】又前記反射板１２の反射面形状は、走査ホ
ーン６が図上左斜め上方に傾斜されているためにこれに
対応して偏平曲率面形状の反射板１２を、その対称反対
側の網目コンベア１４下方のボトル底面角隅部を中心と
なるように図上右方に傾けて配置している。コンベア１
４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。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
電子線の照射を妨げないような構造にしている。

【００３２】偏向磁石板１９の形状及び配設位置は、容
器２０頂部の口部２２に当たる電子線より図上右方の電
子線が偏向されるように走査ホーン６の照射窓７の右側
に前後に一対配置する。偏向磁石板１９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
ビームが、中心側に向け垂直下方に若しくはペットボト
ル２０右側胴体面が照射可能に右斜め下方に偏向される
ように、より具体的には照射窓７中心より外側に進むに
連れ厚肉になる略直角三角形状に、言換えれば、底辺は
照射窓７に沿って斜め上方に外側に延在させ、そして上
辺は更に角度をもたせて略偏平直角三角形状に形成して
いる。

【００３３】そして前記偏向磁石板１９の偏向角の制御
には、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
者を組合わせた方式がある。

【００３４】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１９０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１９）を電子線入射方向と交差する方向
に、偏向磁石板１９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。

【００３５】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１９，１９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１９の形状は、走査ホーン６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１９を配設す
るのがよい。

【００３６】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１９）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１９）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。

【００３７】従って前記偏向磁石板１９においては、前
記いずれの方式に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、右側の走査ビームが前記
偏向磁石板１９により中心側に向け偏向され、ペットボ
トル２０の頂部や右側面の所定位置に的確に電子線が照
射できるように構成すればよい。

【００３８】次にかかる実施形態の作用を図１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１０
（Ｃ）に示すように走査波形が扇状に三角波走査になる
ように制御する。走査された電子線は左側ではそのまま
出射され（電子線８）、ペットボトル２０の左側面に照
射され、中央の電子線は偏向磁石板１９により僅かに偏
向されてボトル２０頂部に、右側の電子線はほぼ振れ角
に対応して中心側に偏向されてペットボトル２０の左側
面に照射され（電子線９）、この結果照射窓７から空気
中に出射された電子線がボトル２０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電子線８，９が
照射され、ほぼ均等エネルギーでボトル２０に至るまで
照射されることとなる。

【００３９】更に電子線８，９の透過しにくいボトル底
部２６については前記電子線８，９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】尚、前記電子線は走査ホーン６内の真空空
間中を直進している間は、拡散がないために真空空間中
で振れ幅の最も大きい大気照射位置直前に偏向磁石板１
９を配置するのが好ましいが、前記偏向磁石板１９は図
２に示すように大気照射位置直後の照射窓７前面に配置
してもよい。

【００４１】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、前記偏向された電子線９を出射さ
せる照射窓部７０Ｂが、偏向されない電子線８を出射さ
せる、４５°傾斜させた照射窓部７０Ａに対し偏向方向
側に水平に変向されているものである。かかる実施形態
によれば、ペットボトル２０の斜め上部に走査ホーン６
を設置し、走査ホーン６の照射窓７の約右側半分７０Ｂ
をペットボトル２０の口部２２とほぼ平行となるように
曲げ、この平行に曲げた部分７０Ｂに偏向磁石板１９を
設けて電子線９をペットボトル２０の真上から照射し、
又、他の照射窓７０Ａからの電子線８でペットボトル２
０の左側方を照射させるようにして、立体的に出複雑な
形状をしたペットボトル２０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。

【００４２】これにより偏向磁石板により電子線の進行
方向を曲げる部分の照射窓７０Ｂを、電子線の進行方向
と直交するように設置することが出来、電子線が照射窓
７０Ｂの透過膜を最短通過距離で通過することが可能と
なり、電子線ロスを最小限に抑えて照射効率が向上す
る。さて前記照射窓７０Ｂは、図３に示すようにＲ部
（曲率部）７０Ｃを介して偏向してもよいが、Ｒ部（曲
率部）７０Ｃの存在は次の様な問題が生じる。

【００４３】即ち走査ホーン６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２０に電子線を照射させる
ために薄い金属膜による照射窓７により大気が走査ホー
ン６に流入するのを防止している。この場合、照射窓７
は該照射窓７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。

【００４４】しかし、Ｒ部（曲率部）７０Ｃの存在する
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７は一般的に数１０μｍと薄いので走査ホー
ン６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、Ｒ部（曲率部）７０Ｃの存在する照射窓７の実現が
技術的にも中々困難である。

【００４５】そこで図４に示すように、前記照射窓７が
直線状の面の組合わせで形成されている。かかる屈曲部
７０Ｃが角部である為に直線状の面同士を真空漏れなく
締め付けるのは容易であり数１０μｍと薄い照射窓部７
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２０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。

【００４６】次に照射窓の構造について図５に従って更
に説明する。照射窓７０Ａ、７０Ｂは左側を４５°傾斜
させ、右側を水平に延在させた接続ブロック７１を具
え、該接続ブロック７６は図４（Ｂ）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７０Ｄを
具えている。又、前記開口部７０Ｄには締付フランジ７
２及びボルト７５を介して数１０μｍの薄層の電子線透
過膜７３、例えばチタン膜が気密封止的に取り付けら
れ、該透過膜７３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。

【００４７】尚、前記右照射窓７０Ｂの右側には前記し
たように偏向磁場を持つ直流磁石（偏向磁石板）１９が
配設されている。

【００４８】尚、前記実施形態の装置で照射窓７０Ａと
７０Ｂとの境界部分となる接続ブロック７１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
の走査パターンを照射窓部分の走査速度Ａに対し、境界
部分となる７０Ｃ部分の接続ブロック７１の走査速度Ｂ
を早くし、効率よい照射を可能にしている。

【００４９】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、電子
線走査体（走査ホーン）を被照射物の斜め上に設置する
ことにより、照射ホーン下側の偏向磁石板の無い側で被
照射物の距離を短縮して距離に比例した電子線のエネル
ギ・ロスを少なくすると共に、照射ホーン上側の偏向磁
石板で電子線を下方に曲げることにより被照射物に当た
らない無効電子線が少なくなり、被照射物の上方を円滑
に照射することが可能となり、１台の走査ホーンで且つ
一対の偏向磁石板で容器側面、容器上面を均等に照射す
ることが可能となる。

【００５０】特に請求項５記載の発明によれば、照射窓
部の約半分を飲料容器の口部とほぼ平行となるように曲
げ、この平行に曲げた部分に電子線偏向磁石板を設けて
電子線を飲料容器の真上から照射し、又、他の照射窓か
らの電子線で飲料容器の側方を照射させるようにして、
立体的に出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。

【００５１】請求項６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、走査ホーン斜めに傾斜させて
いる。る。

【図２】 図１の実施形態に係るビーム走査型電子線走
査装置の変形例で偏向磁石板を照射窓出口側の大気中に
配設している。

【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
「横くの字」に状に折曲して形成している。

【図４】 図３の実施形態に係るビーム走査型電子線走
査装置の変形例で照射窓の折曲部がＲ状ではなく角状に
形成している。

【図５】 図４の装置の要部説明図で、（Ａ）は照射窓
の組み付け状態を示す説明図、（Ｂ）はそのΧ視図を示
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。

【図１０】 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。

【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、７０Ａ、７０Ｂ 照射窓 ８、９ 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） １９ 偏向磁石板

Claims (5)

【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、 前記走査体を、被照射物の立設方向に対し所定角度傾斜
   させて被照射物の斜め上方に設置するとともに、走査体
   片側の立設方向側より出射される走査電子線に磁力線を
   加え、前記被照射物に照射される電子線が前記磁力線に
   より偏向された電子線と偏向されない電子線の組合わせ
   であることを特徴とする電子線照射方法。
2. 【請求項２】 前記磁力線による電子線の偏向位置が、
   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】 食品や飲料容器等の立体形状の被照射物
   に、電子線を繰り返し二次元若しくは三次元方向にビー
   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
   子線照射装置において、 前記走査体を、被照射物の立設方向に対し所定角度傾斜
   させて被照射物の斜め上方に設置するとともに、走査体
   片側の立設方向側に偏向磁場を持つ直流磁石を設け、前
   記被照射物に前記直流磁石により偏向された電子線と偏
   向されない電子線が照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】 前記偏向された電子線を出射させる照射
   窓部が、偏向されない電子線を出射させる照射窓部に対
   し偏向方向側に変向されていることを特徴とする請求項
   ３記載の電子線照射装置。
5. 【請求項５】 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３記載の電子線照射装置。