(57)【要約】【課題】対象物の各部位に均一な強度の電子線を照射する。【解決手段】電子線発生部１から商品箱Ｘに向けて出射された電子線を走査部３で走査して商品箱Ｘに照射する電子線照射装置であって、各々の走査位置における電子線の進行方向を商品箱Ｘの照射平面に略直交する方向に偏向する電子レンズ５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線発生部から対象物に向けて出射された電子線を走査部で走査して対処物に照射する電子線照射装置であって、
各々の走査位置における電子線の進行方向を対象物の照射平面に略直交する方向に偏向する電子レンズを備えることを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】
電子線発生部及び走査部が真空引きされた減圧空間であり、
電子線の進行方向において走査部の先端に前記減圧空間と大気中とを仕切る電子線透過性の仕切板を備えることを特徴とする請求項1記載の電子線照射装置。
【請求項３】
電子レンズは、走査線を挟んで異なる極性が対向する少なくとも一対の磁石であることを特徴とする請求項１または２記載の電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ベルトコンベアによって搬送される照射対象物に上方から電子線を照射することにより、照射対象物を殺菌あるいは滅菌する電子線照射装置が開示されている。この電子線照射装置は、電子銃から出射した電子線を加速管によって所定速度まで加速し、当該加速された電子線を移動方向（搬送方向）に直行する方向にスキャニングすることにより、照射対象物全体に電子線を照射するものである。また、この電子線照射装置は、真空引きされたスキャンホーン内で電子線を偏向させ、当該スキャンホーンの下部に設けられたチタン（Ｔｉ）製の取り出し窓から電子線を大気中に出射させる構成を備える。
なお、このような電子線照射装置に類似した装置は、下記特許文献２〜１０にも開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３２９１４０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４１０９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２７０２４号公報
【特許文献４】特開２００２−１８１９９９号公報
【特許文献５】特開平１１−１６９４３８号公報
【特許文献６】特開２００２−１０７５００号公報
【特許文献７】特開２００２−２７７６００号公報
【特許文献８】特開２００４−２３９８１９号公報
【特許文献９】特開２００５−２４９６７１号公報
【特許文献１０】特開平１１−０４４８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の電子線照射装置は、電子線をスキャニングして照射対象物に照射するので、照射対象物の部位に応じて電子線の入射角が異なる。すなわち、照射対象物において電子線の偏向角が「ゼロ」に相当する部位、つまり加速管の電子線出射位置の直下に位置する照射対象物の部位には、入射角が最大入射角である９０°となるが、それ以外の部位は電子線出射位置の直下から離れる程に入射角が小さくなるので、電子線をスキャニングして照射対象物に照射する従来の電子線照射装置では、照射対象物の各部位に均一な強度の電子線を照射することができず、よって照射対象物の各部位を均一に殺菌あるいは滅菌することができない。
【０００４】
また、上記従来の電子線照射装置は、スキャンホーン内で偏向した電子線を取り出し窓から出射させて照射対象物に照射するが、電子線の透過によって高価な取り出し窓が劣化するため、一定時間運転すると取り出し窓を交換する必要があり、これによってランニングコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）対象物の各部位に均一な強度の電子線を照射する。
（２）ランニングコストを従来よりも低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、電子線発生部から対象物に向けて出射された電子線を走査部で走査して対処物に照射する電子線照射装置であって、各々の走査位置における電子線の進行方向を対象物の照射平面に略直交する方向に偏向する電子レンズを備える、という手段を採用する。
第２の解決手段として、上記第１の手段において、電子線発生部及び走査部が真空引きされた減圧空間であり、電子線の進行方向において走査部の先端に前記減圧空間と大気中とを仕切る電子線透過性の仕切板を備える、という手段を採用する。
第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、電子レンズは、走査線を挟んで異なる極性が対向する少なくとも一対の磁石である、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各々の走査位置における電子線の進行方向を対象物の照射平面に略直交する方向に偏向する電子レンズを備えるので、照射対象物の各部位に均一な強度の電子線を照射することが可能であり、これによって照射対象物の各部位を均一に殺菌あるいは滅菌することができる。
また、電子線の進行方向において走査部の先端に前記減圧空間と大気中とを仕切る電子線透過性の仕切板を備えるタイプの場合、電子レンズを備えることによって仕切板を小型化することができるので、同一の機械強度を満足するための仕切板の厚さを従来よりも薄くすることが可能であり、よって仕切板の寿命を延ばすことができるので、ランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る電子線照射装置の概略構成を示す模式図である。この図において、符号1は電子銃、２は加速管、３は走査部、４はスキャンホーン、５は電子レンズ、６は仕切板、７は遮蔽枠、またＸは商品箱、Ｙはベルトコンベヤである。本電子線照射装置は、電子銃１→加速管２→走査部３→スキャンホーン４→電子レンズ５→仕切板６の順で連接して構成された照射装置本体を鉛直姿勢でベルトコンベヤＹの上方に固定し、当該ベルトコンベヤＹ上を移送される商品箱Ｘに、上方から電子線を照射して殺菌あるいは滅菌するものである。
【０００９】
電子銃１は、図示しない制御装置から入力される制御信号に基づいて電子線を発生して加速管２に、つまり下方に向けて放出する。加速管２は、所定長を有する円筒状部材からなり、一端（上端）から入射した自由電子に電界を作用させることによって所定速度まで加速して他端（下端）から走査部３に向けて出射する。上記電子銃１と加速管２とは、電子線発生部を構成している。
【００１０】
走査部３は、上記加速管２から入射した電子線に磁力を作用させることにより当該電子線を商品箱Ｘの移送方向に直交する方向、かつ矩形状の商品箱Ｘの上面（矩形状の照射平面）の幅（移送方向に直行する方向の幅）に亘って走査するものである。すなわち、走査部３における電子線の走査方向（走査線の方向）は、商品箱Ｘの移送方向に直交する方向であり、また走査部３における電子線の走査範囲は、商品箱Ｘの上面の幅相当である。
【００１１】
スキャンホーン４は、上記走査部３によって走査された電子線が通過する空間を形成するホーン状部材であり、その水平断面は上記走査方向及び走査範囲を内包する形状である。電子レンズ５は、スキャンホーン４を通過して入射した走査状の電子線に磁界を作用させることにより、各々の走査位置における電子線の進行方向を商品箱Ｘの照射平面に略直交する方向に偏向する。
【００１２】
図２（ａ）は、図1におけるＡ-Ａ線矢視図であり、上記電子レンズ５の詳細構成を示すものである。この図に示すように、電子レンズ５は、走査線を挟んで異なる極性が互いに対向する一対の棒磁石５Ａ，５Ｂによって構成されている。すなわち、電子レンズ５において、Ｎ極とＳ極とからなる一対の棒磁石５Ａ，５Ｂは、互いに異なる極性が走査線を挟んで対向するように、また走査線に対して平行対峙すると共に水平姿勢で配置されている。
【００１３】
このように配置された一対の棒磁石５Ａ，５Ｂは、走査線に対して図２（ｂ）に示す磁場強度分布となる。すなわち、各棒磁石５Ａ，５Ｂは、Ｎ極とＳ極との区分位置、つまり長さの中間位置においては磁場強度がゼロであるが、中間位置から離れる程に磁場強度が強くなるので、走査線に対して図２（ｂ）に示す磁場強度分布となる。走査線上の各位置（走査位置）における電子線は、このような磁場強度分布を有する電子レンズ５によって、進行方向が商品箱Ｘの照射平面に略直交する方向に偏向される。
なお、上記一対の棒磁石５Ａ，５Ｂは、図示するように矩形の断面形状を有するスキャンホーン４の下端近傍かつ側方に近接配置されており、スキャンホーン４内を通過する電子線に上述した磁場を作用させる。
【００１４】
仕切板６は、互いに連接された加速管２、走査部３及びスキャンホーン４の内部空間（真空引きされることによって減圧された減圧空間）と外部空間（大気中）とを仕切る電子線透過性の薄板である。この仕切板６は、例えばチタン（Ｔｉ）製の薄板であり、上記走査線の長さを多少上回る長さを有する矩形板である。仕切板６は、矩形の断面形状を有するスキャンホーン４の矩形開放端（下端）において、走査線に符合する位置に設けられている。なお、スキャンホーン４の矩形開放端において、仕切板６以外の領域は、スキャンホーン４と同一材料からなる板部材によって塞がれている。
遮蔽枠７は、上記スキャンホーン４とベルトコンベヤＹとを取り囲むように設けられた枠体であり、電子線から発生する放射線の外部への漏洩を防止するための安全具である。
【００１５】
商品箱Ｘは、商品が収納された矩形状の箱であり、ベルトコンベヤＹ上に所定間隔で載置されている。ベルトコンベヤＹは、図示しないモータによって駆動され、上記商品箱Ｘを所定の一定速度で一定方向に順次搬送する。
【００１６】
次に、このように構成された本電子線照射装置の動作について図３をも参照して詳しく説明する。
【００１７】
本電子線照射装置では、電子銃１から出射された電子線は加速管２で加速されることにより商品箱Ｘを滅菌あるいは殺菌するに十分なエネルギまで加速される。そして、このように加速された電子線は走査部３で走査されてスキャンホーン４内を通過し、当該スキャンホーン４の下端近傍に設けられた電子レンズ５によって図２（ｂ）に示したような磁場強度分布の影響を受ける。
【００１８】
図３は、上記磁場強度分布の電子線に与える作用を示す模式図である。電子レンズ５の中心、つまり偏向角が「ゼロ」で磁場強度がゼロの位置に入射した電子線は、磁場強度分布の影響を受けないので偏向することなく電子レンズ５を通過するが、偏向角が「ゼロ以外」つまり磁場強度がゼロ以外の位置に入射した電子線は、磁場強度の大きさに応じた偏向角で偏向するので、電子レンズ５を通過した電子線は、何れの走査位置においても進行方向が商品箱Ｘの上面（照射平面）に略直交する方向となる。そして、このような電子線は、所定速度で一定方向に移送される商品箱Ｘの上面（照射平面）の全域に亘って照射される。
【００１９】
したがって、本電子線照射装置によれば、商品箱Ｘの上面において走査線に沿った各位置には、略垂直に電子線が入射する状態、つまり均一な強度の電子線が照射される状態となるので、商品箱Ｘを均一に殺菌あるいは滅菌することができる。
【００２０】
また、本電子線照射装置によれば、仕切板６の走査線方向の長さを従来よりも短くすることが可能であり、これによって従来と同一の機械強度を得るための厚さを従来よりも薄くすることが可能であり、よって電子線の透過に起因する仕切板６の劣化を従来よりも抑制することができるので、結果として仕切板６の寿命を従来よりも延ばすことができるので、ランニングコストを低減することができる。
さらに、電子レンズ５の構成は、図２に示したように極めて単純な構成であり、よって本電子線照射装置は、従来の電子線照射装置に対して大幅なコストアップを来たすことなく、商品箱Ｘの均一な殺菌あるいは滅菌を実現することができる。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）図４は、変形例としての電子レンズ５’の詳細構成を示す矢視図（図２に対応するもの）である。この電子レンズ５’は、上述した一対の棒磁石５Ａ，５Ｂに代えて、２対の方形磁石５Ｃ〜５Ｆから構成されている。各方形磁石５Ｃ〜５Ｆ表面側がＮ極で裏面側がＳ極となる方形状の磁石であり、図示するように走査線を挟んで異なる極性が対向するように配置されている。このような電子レンズ５’によっても、上述した電子レンズ５とほぼ同様な磁場強度分布を持つ。
なお、棒磁石５Ａ，５Ｂ及び方形磁石５Ｃ〜５Ｆについては、永久磁石として構成してもあるいは電磁石として構成しても良い。
（２）また、対処物は商品箱Ｘに限定されない。殺菌や滅菌を必要とするものであれば、如何なるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子線照射装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における電子レンズ５の詳細構成を示すものであり、上記図1におけるＡ-Ａ線矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態における電子レンズ５の作用を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における電子レンズ５の変形例を示す線矢視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…電子銃、２…加速管、３…走査部、４…スキャンホーン、５…電子レンズ、６…仕切板、７…遮蔽枠、Ｘ…商品箱、Ｙ…ベルトコンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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