(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の幅を有する真空チェンバと、
前記真空チェンバ内に位置決めされて電子を発生させる電子発生器と、
前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出する細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルとを備える電子ビーム照射器であって、
前記ノズルが前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有し、容器の開口部へ挿入可能に構成され、
前記電子発生器が、前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めされ、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを収束させる静電レンズとを有し、電子ビームが前記静電レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記電子ビームが、前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビーム照射器。
【請求項２】
所定の幅を有する真空チェンバと、
前記真空チェンバ内に位置決めされて電子を発生させる電子発生器と、
前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出する細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルとを備える電子ビーム照射器であって、
前記ノズルが前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有し、容器の開口部へ挿入可能に構成され、
前記電子発生器が、前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めされ、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを初期収束させる第１静電レンズとを有し、電子ビームが前記第１静電レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記ハウジングは、さらに軸方向の端部に電子ビームが前記電子発生器のハウジングを出射するときに電子をさらに収束させる第２静電レンズを有し、
前記電子ビームが、前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビーム照射器。
【請求項３】
請求項２において、前記第１静電レンズが所望の収束を得るための開口部を有する電子ビーム照射器。
【請求項４】
請求項２または３において、前記電子発生器が電子発生用のフィラメントを有し、前記フィラメントは、前記第１静電レンズ中央部の開口部を通って、前記ノズルの前記長手軸心に沿う方向に位置決めされている電子ビーム照射器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記電子発生器が、前記ノズルの前記長手軸心に沿う方向にＶ字形である電子発生用のフィラメントを有する電子ビーム照射器。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記電子発生器が、前記ノズルの前記長手軸心に沿う方向または前記長手軸心方向に対して横方向に位置決めされた円状である電子発生用のフィラメントを有する電子ビーム照射器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、前記出射窓が４〜１２マイクロメートルの厚さを有するチタンから形成され、作動電圧が４０〜１５０ｋＶ（キロボルト）である電子ビーム照射器。
【請求項８】
所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて電子を発生させ、前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有し、容器の開口部へ挿入可能に構成された細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルを、前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出させ、
前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記電子発生器を、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めし、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを収束させる静電レンズとを有し、電子ビームが前記静電レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビーム発生方法。
【請求項９】
所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて電子を発生させ、前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有し、容器の開口部へ挿入可能に構成された細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルを、前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出させ、
前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記電子発生器を、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めし、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを初期収束させる第１静電レンズとを有し、電子ビームが前記第１静電レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記ハウジングは、さらに軸方向の端部に電子ビームが前記電子発生器のハウジングを出射するときに電子をさらに収束させる第２静電レンズを有し、
前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビーム発生方法。
【請求項１０】
容器の内部を照射する方法であって、
所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて電子を発生させ、前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有する細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルを、前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出させ、
前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記電子発生器を、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めし、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを収束させる収束レンズとを有し、電子ビームが前記収束レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビームを発生させ、
前記ノズルを、前記容器の開口部を通して挿入し、前記電子ビームで前記容器の内部を照射する容器の内部を照射する方法。
【請求項１１】
容器の内部を照射する方法であって、
所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて電子を発生させ、前記真空チェンバの幅よりも小さい幅を有する細長いノズルであって、遠位端に出射窓を備えるノズルを、前記真空チェンバから長手軸心に沿って延出させ、前記ノズルに入って前記ノズルを通り、そして前記出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、前記電子発生器を、前記真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めし、
前記電子発生器はハウジングと、このハウジング内に位置決めされて、このハウジング内に前記電子ビームを初期収束させる第１静電レンズとを有し、電子ビームが前記第１静電レンズによって細くされて前記電子発生器のハウジングを出射し、
前記ハウジングは、さらに軸方向の端部に電子ビームが前記電子発生器のハウジングを出射するときに電子をさらに収束させる第２静電レンズを有し、
前記ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、前記出射窓に到達する前に前記ノズル内で発散する発散部とを有し、前記出射窓を出た後にさらに発散する電子ビームを発生させ、
前記ノズルを、前記容器の開口部を通して挿入し、前記電子ビームで前記容器の内部を照射する容器の内部を照射する方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、さらに、照射の間、前記容器と前記ノズルとを互いに相対的に移動させる容器の内部を照射する方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項において、さらに、前記容器の内部における前記電子ビームの分散を、前記容器に隣接した少なくとも１つの電子案内部材によって支援する容器の内部を照射する方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１４のいずれか一項において、前記容器の内部を周囲の気体環境に設定し、さらに、前記容器の内部の前記気体環境を変更する容器の内部を照射する方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００６年２月１４日に提出された米国仮出願第６０／７７３，０４７号の利益を主張する。上記出願の全内容を、本明細書に組み入れられたものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、真空チェンバを備えた電子ビーム照射器に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子ビーム照射器は、電子ビームを容器に照射して容器を減菌するために使用されてきた。典型的に、電子ビーム照射器は容器よりも上に位置決めされ、電子ビームを下方に案内し容器内に照射する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、容器が、狭い幅のネック部を有するボトルである場合、このボトルの減菌は困難になる。狭い幅のネック部は、電子ビームの大部分がボトルに進入するのを妨げてしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明により、所定の幅を有する真空チェンバを備えた電子ビーム照射器を提供する。電子発生器は、真空チェンバ内に位置決めされ、電子を発生する。細長いノズルは、真空チェンバから長手軸心に沿って延出し、当該ノズルの遠位端（真空チェンバから離れた側の端部）に出射窓を備えている。このノズルは、真空チェンバの幅よりも小さい幅を有している。電子発生器は、ノズルに入ってノズルを通り、そして出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、かつ位置決めされている。
【０００６】
特定の実施形態において、ノズルは、略円状の外周と直径とを有している。真空チェンバは、略円状の外周と、ノズルの直径よりも大きい直径とを有している。電子発生器は、ノズルの直径とほぼ同一の直径を有するハウジングを備えている。電子発生器は、ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、出射窓に到達する前にノズル内で発散する発散部とを有する電子ビームを形成するように、形成、寸法合わせ、および位置決めされている。電子ビームは、出射窓を出た後にさらに発散する。電子発生器は、ノズルの長手軸心に沿う略長手方向に向いた部位を備える電子発生用のフィラメントを有している。ノズルが長さを有し、このノズルの長さと直径との比率が少なくとも約３：１である。電子ビーム照射器の真空チェンバの直径とノズルの直径との比率が少なくとも約２：１である。
【０００７】
本発明により、さらに、所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて電子を発生させる、電子ビームを発生させる方法を提供する。細長いノズルが、真空チェンバから長手軸心に沿って延出している。ノズルは、当該ノズルの遠位端に出射窓を備えている。このノズルは、真空チェンバの幅よりも小さい幅を有している。電子発生器は、ノズルに入ってノズルを通り、そして出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めされている。
【０００８】
特定の実施形態において、ノズルは、略円状の外周と直径とを有している。真空チェンバは、略円状の外周と、ノズルの直径よりも大きい直径とを有している。電子発生器は、ノズルの直径とほぼ同一の直径を有するハウジングを備えている。電子発生器は、ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、出射窓に到達する前にノズル内で発散する発散部とを有する電子ビームを形成するように、形成、寸法合わせ、および位置決めされている。電子ビームは、出射窓を出た後にさらに発散する。電子発生器は、電子発生用のフィラメントを有している。このフィラメントの一部は、ノズルの長手軸心に沿う略長手方向に向いたものである。ノズルが長さを有し、このノズルの長さと直径との比率が少なくとも約３：１である。真空チェンバの直径とノズルの直径との比率が少なくとも約２：１である。
【０００９】
本発明は、さらに、ネック部を有するボトルの内部を照射する方法を提供する。電子を、所定の幅を有する真空チェンバ内に位置決めされた電子発生器を用いて発生させている。細長いノズルが、真空チェンバから長手軸心に沿って延出している。ノズルは、当該ノズルの遠位端に出射窓を備えている。このノズルは、真空チェンバの幅よりも小さい幅を有している。電子発生器は、ノズルに入ってノズルを通り、そして出射窓から出る細い電子ビームを形成して案内するように、真空チェンバ内に形成、寸法合わせ、および位置決めされている。ノズルは、ボトルのネック部を通って挿入され、電子ビームによってその内部を照射する。
【００１０】
特定の実施形態において、細長いノズルは、略円状の外周と直径とを有している。真空チェンバは、略円状の外周と、ノズルの直径よりも大きい直径とを有している。電子発生器は、ノズルの直径とほぼ同一の直径を有するハウジングを備えている。電子発生器は、ノズル内で収束する収束部と、この後に続く、出射窓に到達する前にノズル内で発散する発散部とを有する電子ビームを形成するように、形成、寸法合わせ、および位置決めされている。電子ビームは、出射窓を出た後にさらに発散する。電子発生器は、ノズルの長手軸心に沿う略長手方向に向いた部位を備える電子発生用のフィラメントを有している。ノズルが長さを有し、このノズルの長さと直径との比率が少なくとも約３：１である。真空チェンバの直径とノズルの直径との比率が少なくとも約２：１である。電子ビームの照射の間、ボトルおよびノズルは、互いに相対的に移動されてもよい。ボトルの内部における電子ビームの分散は、ボトルに隣接した少なくとも１つの電子案内部材によって支援されてもよい。ボトルの内部を周囲の気体環境に設定し、またボトル内の気体環境を、変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の減菌システムの概略側面図である。
【図２】ノズルを備えた電子ビーム照射器の分解斜視図である。
【図３】ボトル内に挿入された、電子ビーム照射器のノズルの概略側面図である。
【図４】ノズルを備えた電子ビーム照射器の一部の概略側面図である。
【図５】電子銃すなわち電子発生器の斜視図である。
【図６】図５の電子発生器の概略断面図である。
【図７】円状部を備えたフィラメントの概略図である。
【図８】円状部を備えたフィラメントの概略図である。
【図９】円状部を備えたフィラメントの概略図である。
【図１０】円状部を備えたフィラメントの概略図である。
【図１１】円状部を備えたフィラメントの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
前述の内容は、添付の図面に示された本発明の例示的な実施形態についての詳細な説明から明確になり、図面において同一の符号は、異なる図を通して同一の部分を示している。図面は必ずしも正確な縮尺どおりではなく、本発明の実施形態を示すことに重点が置かれている。
【００１３】
例示的な実施形態の説明を以下に示す。図１において、減菌システム１５は、真空チェンバ１１を備えた電子ビーム照射器１０を有している。パイプ、導管、チューブ、またはノズル１２（図２）は、真空チェンバ１１の軸方向の端部１０ａから延出し、この端部に接続または固定、ならびに密封されている。ノズル１２は幅が狭く、かつ細長く、ボトル２０のような容器が有する狭い幅のネック部１６の開口部１６ａに挿入することができ、ボトル２０の内部１８を電子ビーム４４で照射し、この内部１８の表面を照射、処理または減菌する。真空チェンバ１１は、ノズル１２がネック部１６内に挿入されている間、ボトル２０の外側に留まっている。電子ビーム照射器１０への電力は、電源１３によって電力ライン１７ａおよび１７ｂを介して供給される。
【００１４】
ボトル２０の内部１８は、ノズル１２がボトル２０に挿入されるとき、ならびに／もしくはノズル１２がボトル２０から引き抜かれるとき、または挿入した後に、照射される。ノズル１２がボトル２０に挿入される距離は、高さ、幅または直径を含むボトル２０の寸法、ならびに電子ビーム４４の強度に依存する。ボトル２０の内部の処理または減菌は、ボトル２０の内部１８ならびに内面２０ａにおける微生物および生体物質を、損傷、死滅、破壊、蒸発、酸化、変質など、これらのうち１つ以上の方法によって達成される。さらに、非生体物質を処理し、有害性を中和、軽減または取り除くこともできる。
【００１５】
ボトル２０は、当該ボトル２０を上下させたりノズル１２に対して移動させたりすることができる支持体５０上に配置されてもよい。必要に応じて、支持体５０は、さらに、ボトル２０を回転させる、これにより、ボトル２０の内部１８は均一に照射される。変形例として、電子ビーム照射器１０が、上下したりボトル２０に対して移動したり、および／または回転する。電子ビームを成形、拡散または案内させる、１つ以上のプレートもしくは電子案内部材５２が電子ビーム４４（図３）の電子ｅ−を分散、成形、拡散、案内または支援して、電子ｅ−をボトル２０の内面２０ａに所望の方法、パターンまたは形態で到達させることによって処理もしくは減菌を行うために、ボトル２０に隣接して設けられていてもよい。この電子案内部材５２は、磁力、電位または電荷によって、電子ｅ−の分散、成形、拡散または案内を支援する。１つ以上の電子案内部材５２が、ボトル２０に隣接した１つ以上の側方位置に配置されていてもよく、または変形例として、ボトル２０の外部を、円周方向に沿って側方から囲んでもよい。さらに、支持体５０は、電子ｅ−を分散、成形、拡散、案内または支援し、ボトル２０の底部内面２０ｂに所望の方法、パターンまたは形態で到達させる、成形、拡散もしくは案内のためのプレートまたは部材として使用されてもよい。支持体５０には、磁石または電位もしくは電荷が設けられてもよい。電子案内部材５２および支持体５０は、電源１３から電力が供給される。
【００１６】
必要に応じて、ヘリウムなどの軽い気体５６（図３）がノズルまたはチューブ５４によってボトル２０内に導入されてもよく、周囲の気体環境、すなわち存在する気体環境を変更して電子ビーム４４のレンジを増大させることができる。さらに、気体５６は、電子ビーム４４と結合してプラズマを形成するために使用されてもよく、処理または減菌の行程を支援することができる。変形例として、ノズルまたはチューブ５４は、ボトル２０から空気を取り除くバキュームノズルまたはバキュームチューブであってもよく、気体環境を変更して真空または不完全な真空を作り出す。こうすることによっても、電子ビーム４４のレンジを増大させ、処置または減菌の行程を支援することができる。
【００１７】
図３〜図６において、電子ビーム照射器１０の真空チェンバ１１は略円筒かつ細長い形状であり、所定の幅または直径Ｄ１を有する（図４）。ノズル１２も略円筒状またはチューブ状であり、長さＬ１、外幅または外径Ｄ２、ならびに内幅または内径Ｄ３を有する。狭い幅のノズル１２を持たず真空チェンバ１１の軸方向の端部１０ａ（図４）に出射窓４２を備えた電子ビーム照射器１０が挿入されるには小さすぎるような小さい開口部に、ノズル１２はそれに代わり挿入することができる。電子ビーム照射器１０は、ノズル１２の外径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ１などの所定の幅を有する真空チェンバ１１を備えることによって、ノズル１２と同一の寸法である１つの小さい直径だけで全体が構成された場合よりも、高出力で動作することができる。真空チェンバ１１およびノズル１２は、恒久的に真空密封状態を形成するように互いに接合されてもよい。
【００１８】
電子ｅ−を発生させる電子銃すなわち電子発生器２４は、真空チェンバ１１の内部２２において、ノズル１２の軸方向の近位端（真空チェンバ１１に近い側の端部）から距離Ｌ２のところ、およびノズル１２の軸方向の遠位端１４にある出射窓４２から距離Ｌ３のところに位置決めされる。電子発生器２４は、幅または直径Ｄ４を有し円状の外周を備えた略円筒形状であるハウジング２６を有している。ハウジング２６は、互いに接合された２つのハウジング部２６ａおよび２６ｂを有している（図５および図６）。ハウジング２６の側面は、真空チェンバ１１の内面１１ａから距離Ｗだけ離間しており、高い電圧ギャップを作り出すことができる。電子発生用のフィラメント３２は、ハウジング２６の内部３４において位置決めされている。電子発生用のフィラメント３２への電力は、絶縁体２８を介してハウジング２６から延びるリード線３２ａおよび３２ｂを通って電源１３から供給される。電子発生用のフィラメント３２は、ノズル１２および真空チェンバ１１の長手軸心「Ｘ」に実質的に沿う向きで長手方向に位置決めされた部位を備えている（図４）。電子発生用のフィラメント３２は、ややＶ字形であり（図６）、リード線３２ａおよび３２ｂが、絶縁体２８に向かって、遠位端すなわち遠位点３３から互いに傾いて延びている。電子発生用のフィラメント３２は、当該フィラメント３２を流れる電力によって加熱され、自由電子ｅ−を発生させる。電子発生用のフィラメント３２が電子発生器２４内において略直列状に向いていることにより、電子ｅ−を、収束または成形、ならびにノズル１２を通って伝搬または案内するのに適した、形態、構成または配置で供給することができる。電子発生用のフィラメント３２がＶ字形であることによっても、電子ｅ−を適切な形態で供給することができる。電子発生用のフィラメント３２は、静電気による、収束または成形のためのレンズもしくは部材３０の開口部３６を通って延びている。静電レンズ３０は、電子ｅ−を最初に収束または成形し、また、所望の収束を得るための開口部４０を備えている（図５）。ハウジング２６の軸方向の端部には、フィラメント３２および静電レンズ３０からの電子ｅ−が通過する、電子を透過または放出するための、直径Ｄ５を有する領域もしくは開口部３８があり、ここには、電子発生器２４から発生した電子ｅ−をさらに収束または成形する、静電気による、収束または成形のための他のレンズもしくは部材が形成されていてもよい。高電圧が、電源１３によって、電子発生器２４のハウジング２６と出射窓４２との間に供給される。出射窓４２は、接地４８されている。電子発生器２４と出射窓４２との間の電位差によって、電子発生用のフィラメント３２から発生した電子ｅ−を、電子発生器２４から出射窓４２に向かって出射窓４２を通過するように、加速させることができる。電子発生用のフィラメント３２は一般的に長手方向に位置決めされるが、ある実施形態では、電子発生用のフィラメント３２は長手方向に対する横方向に位置決めされてもよい。さらに、ある実施形態では、複数のフィラメント３２が使用されてもよい。さらに、電子発生用のフィラメント３２は、長手方向に対する横方向または長手方向に位置決めされた略円状のフィラメントであってもよい。幾つかの実施形態の例が、図７〜図１１に示されている。図８〜図１１には、略円状の外側のフィラメント部が略円状の内側のフィラメント部を実質的に囲むように曲げられた、フィラメント３２の例が示されている。
【００１９】
電子発生器２４は、真空チェンバ１１の内部２２に位置決めされ、ノズル１２を通って電子ビーム４４として出射窓４２から出るような形状および形態である、内部の細い電子ビーム４６を形成するように、構成、形成および寸法合わせされている。静電レンズ３０の形状、静電レンズ３０における開口部３６の直径、開口部３８から静電レンズ３０が配置されているところまでの距離Ｈ、開口部３８の直径Ｄ５、およびフィラメント３２の向きと形状は、電子発生器２４から出る電子ｅ−が所望の形態で出てくるように構成または形成される。内部の電子ビーム４６は、狭幅部すなわち収束部４６ａにおいて幅が狭くなるようにして、すなわち集束するようにして電子発生器２４を出る。ハウジング２６の直径Ｄ４は、ノズル１２の内径Ｄ３とほぼ同一の直径であり、ハウジング２６の開口部３８の直径Ｄ５は、ノズル１２の内径Ｄ３より小さい。これにより、内部の電子ビーム４６の収束部４６ａが、ほとんど妨げられないか、または全く妨げられないまま狭い幅のノズル１２に進入できる。電子発生器２４の距離Ｌ２も、収束部４６ａがノズル１２に進入できるように、ノズル１２の軸方向の近位端から十分に離されている。内部の電子ビーム４６は、ノズル１２内の収束点すなわち焦点４６ｂで収束し、次に、幅が広がるか、拡散するか、または発散する外部の電子ビーム４４として出射窓４２を出る前に、拡幅部、拡散部または発散部４６ｃとして幅が広くなるか、拡散するか、または発散する。電子ビーム４４は、長手軸心「Ｘ」に沿った長手方向に、および長手軸心「Ｘ」に対して径方向外側の円周に沿って、電子ｅ−を出射窓４２から案内する。電子ビーム４４は、外側に向かって傾いたコーン形状である。ある実施形態では、ハウジング２６の直径Ｄ４および開口部３８の直径Ｄ５は、ノズル１２の内径Ｄ３よりも大きい。このような状態において電子発生器２４は、ノズル１２に進入するために十分に幅が狭くなる、つまり収束する収束部４６ａと、出射窓４２に到達する発散部４６ｂとを有する内部の電子ビーム４６を作り出すように構成され、このような電子ビーム４６を作り出すのに十分な距離Ｌ２だけ離されている。
【００２０】
幅が狭くなる、つまり収束し、そして幅が広くなる、つまり発散するような、内部の電子ビーム４６の形状により、内部の電子ビーム４６は、ノズル１２内における幅がノズル１２内を通過できるほどに狭いので、細く長いノズル１２を使用することができる。例えば、ある実施形態において、ノズル１２の長さＬ１と内幅または内径Ｄ３との比率は、少なくとも約３：１であり、例えば、約６：１以上であり、他の実施形態では、約１０：１以上である。さらに、真空チェンバ１１の幅または直径Ｄ１とノズル１２の外幅または外径Ｄ２との比率は約２：１であり、他の実施形態では、約３：１である。これらの比率は、用途に応じて異なるものであってもよい。ある実施形態においては内部の電子ビーム４６が、発散するようにしか形成されていないが、この場合、ノズル１２の所定の内径Ｄ３に対して、より短いノズルを使用することになり、約半分の長さになる。ある実施形態では、ノズル１２はテーパ状であってもよい。所定の長さＬ１および内径Ｄ３のノズル１２に進入する所望の内部の電子ビーム４６を作り出し、また、出射窓４２から出る所望の外部の電子ビーム４４を得るために、電子発生器２４の構成、ならびに距離Ｌ２および距離Ｌ３は調整されてもよい。ノズル１２は、さまざまな寸法の容器またはボトル２０に挿入できるように、異なる距離Ｌ１と外幅または外径Ｄ２とを有していてもよい。例えば、異なる寸法のノズル１２が、１２オンス（ｏｚ．）のボトル２０、および３２オンス（ｏｚ．）または２リットルのボトル２０に使用されてもよい。例えば、広い幅のノズル１２が、広い幅のネック部１６を有する拡幅のボトル２０に使用されてもよく、長いノズル１２が、背の高いボトル２０に使用されてもよい。ある実施形態では、同一のノズル１２が、異なる寸法を持つさまざまなボトル２０の容器に使用されてもよい。
【００２１】
真空チェンバ１１およびノズル１２は、金属、セラミックまたはこれらの組合せから形成される。一実施形態において、真空チェンバ１１は約５センチメートル（２インチ）の幅または直径を有する。真空チェンバ１１は、用途および所望の出力レベルに応じて、これよりも大きいかまたは小さい幅ならびに直径を有する。電子発生器２４のハウジング２６は導電性材料、例えばステンレス鋼などの金属から形成される。フィラメント３２は、タングステンなどの適切な材料から形成される。電子ビーム照射器１０は、約４０〜１５０キロボルト（ＫＶ）、および約０〜５ミリアンペア（ｍＡ）で動作される。変形例として、これよりも大きいかまたは小さい電圧が使用されてもよい。寸法、電圧および電力レベルが用途に応じて異なることは理解される。電子ビーム照射器１０の特徴の幾つかは、米国特許第５，９６２，９９５号、米国特許第６，４０７，４９２号および米国特許第６，５４５，３９８号明細書に開示された実施形態と類似であり、これらの全内容は、本明細書に組み入れられたものとする。
【００２２】
出射窓４２は、軸方向の遠位端１４において、ノズル１２の内径Ｄ３の幅のほぼ全体にわたって延在している。出射窓４２は、適切な材料、例えば、１２．５マイクロメートル（ｍμ）以下の厚さを有するチタンから形成される。ある実施形態において、この厚さは約４〜１２マイクロメートル（ｍμ）である。他の実施形態では、これよりも大きいかまたは小さい厚さを有していてもよい。出射窓４２は、防食性の被覆物、例えば、金、ダイアモンドまたはその他を備えていてもよい。出射窓４２は、ノズル１２および真空チェンバ１１との真空密封状態を維持するように、ノズル１２に密封または接着されていてもよい。貫通孔を有する支持プレートが、出射窓４２を支持するために使用される。他の適切な材料または他の適切な構成が、出射窓４２に用いられてもよい。出射窓４２は、２００４年１月５日に出願された米国特許出願公開第１０／７５１，６７６号明細書に開示されている構成を有していてもよく、この特許出願の全内容は、本明細書に組み入れられたものとする。ある実施形態において、支持プレートは省略されてもよい。さらに、出射窓４２は、チタンの層を有さずに、防食性の材料から形成されてもよい。
【００２３】
他の実施形態において、出射窓４２は１つの材料からなるターゲット窓であってもよく、内部の電子ビーム４６からの電子ｅ−が通過するのを妨げる一方で、Ｘ線を形成し、このＸ線を前方に通過させ、それによって、狭い幅のノズル１２を通してＸ線を前方に照射するＸ線ビーム照射器を形成している。ターゲット窓は、金、チタンもしくはタングステンの薄箔を有するか、金の層、または銅もしくは銀を含む金の層を備えたチタンを有するものであってもよい。典型的に、原子番号が大きく、良好な熱伝導性を有する金属が用いられるが、材料は、状況に応じて、異なるものであってもよい。
【００２４】
例示的な実施形態を用いて本発明を詳細に示し説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および細部に関してさまざまな変更を施してもよいことは、当業者であれば理解できるであろう。
【００２５】
例えば、真空チェンバ１１およびノズル１２が略円状の外周を有するものであると説明したが、他の実施形態においてこれらの外周は、他の適切な形状、例えば、三角形、長方形、正方形、六角形、八角形などの多角形、または例えば、楕円、卵形などの非円形の曲線であってもよい。ある実施形態において電子ビーム照射器１０は、減菌または中和以外の目的、例えば、硬化、表面処理などのために、容器およびボトルの内部を照射するように使用されてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０          電子ビーム照射器
１１          真空チェンバ
１２          ノズル
１４          ノズルの遠位端
１６          ネック部
１８          ボトルの内部
２０          ボトル
２４          電子発生器（電子銃）
４２          出射窓
４４，４６    電子ビーム
Ｄ１          真空チェンバの幅（直径）
ｅ−          電子
Ｘ            長手軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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