電子線殺菌装置
【課題】電子線照射装置２８内でスパークが発生した場合でも、搬送されているすべての容器２に電子線を照射して確実に殺菌する。
【解決手段】真空チャンバー４０内に配置されたフィラメント４２を加熱して電子線を発生させ、照射部４４に設けた照射窓４６の窓箔４８を通して大気中に取り出して容器２に照射する。容器２は容器搬送装置２４の容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持されて搬送され、照射窓４６の前方を通過する。スパークが発生すると電子線の照射が一時中断されるが、その中断している時間内に容器２が搬送される距離よりも、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さを大きくする。
【解決手段】真空チャンバー４０内に配置されたフィラメント４２を加熱して電子線を発生させ、照射部４４に設けた照射窓４６の窓箔４８を通して大気中に取り出して容器２に照射する。容器２は容器搬送装置２４の容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持されて搬送され、照射窓４６の前方を通過する。スパークが発生すると電子線の照射が一時中断されるが、その中断している時間内に容器２が搬送される距離よりも、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さを大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子線殺菌装置に係り、特に、電子線の照射中に真空チャンバー内でスパークが発生した場合でも、被照射物を確実に殺菌することができる電子線殺菌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子線殺菌装置は、電子線やＸ線が漏れることを防ぐための鉛製の殺菌チャンバー内で被照射物を搬送する搬送手段と、殺菌ボックス内の被照射物に対して電子線を照射する電子線照射装置とを備えている。電子線照射装置は、真空チャンバー内の真空中でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射窓に取り付けたＴｉ等の金属製の窓箔を通して大気中に取り出して被処理物に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。
【０００３】
電子線照射装置では、電子線を発生させるフィラメントを内部に設けた真空チャンバー内でスパークが発生する場合がある。スパークが発生すると、それが復帰するまでの間は電子線が照射されないため殺菌効果がなく、被照射物が未殺菌のまま下流側に送られてしまう。そこでスパークが発生した場合に、一旦運転を停止した後できるだけ早く復帰させるようにしている。このような運転を再開するまでの時間をできるだけ短縮するようにした電子線照射装置用制御方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記特許文献１に記載された発明の構成は、スパークが発生した場合に、フィラメントの電源の出力をそのときの値に固定し、加速電圧用の直流高圧電源の出力をスパークに応じた値に絞り込み、スパークが消滅したときには直流高圧電源の出力をスパーク発生以前の値に戻し、フィラメントの電源の出力の固定を解除するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特許２８４８１３６号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された発明の構成では、スパークの発生により運転を停止した後、運転再開までには数ミリ秒〜数十ミリ秒を要する。このようにスパーク発生による中断時間を短時間に短縮するように制御されているが、短時間であっても、その間に電子線照射装置の照射窓の前面側を通過してしまう物品があれば、電子線の照射を受けず殺菌されないまま下流側に送られてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、電子線照射装置の真空チャンバー内でスパークが発生し、電子線の照射が中断した場合でも、搬送されているすべての容器に電子線を照射することが可能な電子線殺菌装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、前記照射窓の前方で容器を搬送する容器搬送手段とを備え、電子線照射手段から容器に電子線を照射して容器を殺菌する電子線殺菌装置において、前記照射窓の容器搬送方向における長さを、電子線照射手段のスパーク発生による照射中断時間内に容器が移動する距離よりも長くしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、照射窓が容器の搬送方向に沿って複数配置され、これら複数の照射窓の長さの合計が、スパーク発生による照射中断時間に容器が移動する距離よりも長いことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記容器搬送手段が、２つの容器を上下に保持する容器支持手段と、上下の容器支持手段を反転させる反転手段とを備え、容器を上下に支持した状態で照射窓の前面を通過するように構成し、上下の容器にそれぞれ電子線が照射されるように、照射窓が上下に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電子線殺菌装置は、電子線照射手段の照射窓の、容器搬送方向における長さを、スパークの発生により電子線の照射を中断している時間内に容器が移動する距離よりも長く設定したので、すべての容器が必ず電子線の照射を受けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、この電子線照射手段の照射窓の前方を容器を保持して搬送する容器搬送手段を備えており、前記照射窓の容器搬送方向における長さを、スパークの発生により電子線の照射を中断している時間内に容器が移動する距離よりも長くするという構成により、電子線照射手段でスパークが発生して電子線の照射が中断した場合でも、容器搬送手段により搬送されているすべての容器に電子線を照射することを可能にするという目的を達成する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る電子線殺菌装置の全体の構成を示す平面図である。この実施例に係る電子線殺菌装置において殺菌され、その後の工程で液体等の内容物が充填される容器２はペットボトル等の樹脂製容器である。この容器２はエア搬送コンベヤ４によって連続的に搬送され、インフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されつつ導入チャンバー内に搬入される。
【００１４】
前記導入チャンバーは２つのチャンバー（第１導入チャンバー８と第２導入チャンバー１０）に分かれており、各チャンバー８、１０内にそれぞれ、容器保持手段（図示せず）を備えたロータリホイール（第１ロータリホイール１２と第２ロータリホイール１４）が配置されている。これら導入チャンバー８、１０内に搬入された容器２は、各導入チャンバー８、１０内のロータリホイール１２、１４に順次受け渡されて回転搬送される。前記エア搬送コンベヤ４から第１導入チャンバー８内へ容器２が搬入される部分のチャンバー壁面には、容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成され、また、第１ロータリホイール１２から第２ロータリホイール１４への受け渡し部の仕切壁１６には、容器２の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。
【００１５】
第２導入チャンバー１０に続いて、容器２を電子線の照射により殺菌する際に、電子線やＸ線（制動Ｘ線）が外部に漏れないように遮蔽する鉛製壁面から成る殺菌ボックス（殺菌室）１８が設置されている。この殺菌ボックス１８内は、供給ホイール２０が配置されている入口側の供給室２２と、供給ホイール２０から受け取った容器２を搬送するとともに、反転区間Ａにおいて上下を反転させる容器搬送装置２４が設けられたメイン室２６と、電子線照射装置２８の前面側に位置し、搬送される容器２が電子線の照射を受ける照射室３０と、この照射室３０の出口側（図１の右側）に連続して設けられ、電子線の照射により殺菌された容器２を無菌状態を維持したまま下流側に送る排出室３２に区画されている。
【００１６】
殺菌ボックス１８の壁面の、第２導入チャンバー１０のロータリホイール１４から供給室２２内の供給ホイール２０へ容器２の受け渡しを行う部分には、容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成されている。第２ロータリホイール１４から容器２を受け取った供給ホイール２０は、メイン室２６の容器搬送装置２４に容器２を引き渡す。供給室２２とメイン室２６との間の仕切壁３４にも、容器２の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。メイン室２６に設置された容器搬送装置２４は、多数の容器保持手段としての容器グリッパ３６（後に説明する図２および図３参照）が連続して設けられた無端状の容器搬送体である容器保持帯２４ａと、この無端状の容器保持帯２４ａが掛け回されて容器グリッパ３６を循環搬送させる移送回転体として２つのスプロケット（第１スプロケット２４ｂおよび第２スプロケット２４ｃ）を備えている。
【００１７】
各容器グリッパ３６は、上下一対の容器保持部（請求項３に記載した容器支持手段）３６Ａ、３６Ｂを有しており、同時に２個の容器２を保持して搬送するとともに、相前後する各容器グリッパ３６毎に搬送方向に沿った軸線を中心に回転自在になっており、移動しながら１８０°回転して上下反転することができる。各容器グリッパ３６の容器保持部３６Ａ、３６Ｂは、容器（ペットボトル）２のネック部（この実施例では、容器２の傾斜した肩部のすぐ上方の、グリッパ３６によって保持する部分をネック部と呼び、このネック部を含む上方の肉厚の部分全体を口部２ａと呼ぶことにする）を保持するようになっており、両容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持された容器２は、口部２ａを互いに向かい合わせた状態にして搬送される。
【００１８】
この容器搬送装置２４は、容器グリッパ３６が両スプロケット２４ｂと２４ｃの間で直線的に移送される直線経路と、各スプロケット２４ｂ、２４ｃに沿って周回される周回経路から構成され、第２のスプロケット２４ｃから第１のスプロケット２４ｂへ至る直線経路に前記反転区間Ａが設定され、容器２を１周搬送する間に１回反転させて容器２の上下を入れ替えるようになっている。
【００１９】
図４は、図２および図３にその一部を示す無端状の容器保持帯２４ａ（図１参照）が掛け回される２つのスプロケット２４ｂ、２４ｃと、これら両スプロケット２４ｂ、２４ｃ間を走行する容器保持帯２４ａを案内する直線ガイドおよび反転ガイド等からなる循環移動経路を拡大して示す図であり、この図により前記グリッパ３６を反転させる構成について簡単に説明する。第１スプロケット２４ｂから第２スプロケット２４ｃに至る搬送経路には、上下左右４本の平行なレールからなる直線ガイド２４ｄが配置されており、図３に示すように、上下一対のローラ３６ａ、３６ｂおよび進行方向左右に設けられた一対の側方ローラ３６ｃ（一方は図示せず）が、それぞれ直線ガイド２４ｄの４本のレール間に保持されて、両グリッパ３６が上下一直線上に直立した状態を維持して走行する。この直線ガイド２４ｄに案内されて搬送される区間に、前記照射室３０が設けられており、グリッパ３６に保持された容器２がこの照射室３０内を通過する間に電子線が照射される。
【００２０】
また、第２スプロケット２４ｃから第１スプロケット２４ｂに至る搬送経路には、上流側の直線ガイド２４ｅ、中間の反転ガイド２４ｆおよび下流側の直線ガイド２４ｇが、連続する４本のレールによって構成されている。上流側と下流側の直線ガイド２４ｅ、２４ｇは、４本のレールが、前記直線ガイド２４ｄと同様に、上下左右に平行に配置されており、一対のグリッパ３６は上下一直線の姿勢を維持したまま搬送される。中間の反転ガイド２４ｆは、４本のレールが平行な状態を維持したまま、上流側の直線ガイド２４ｅの上方の２本のレールが下方側へ移るとともに、下方の２本のレールが上方側に移ることにより、各レール間に保持した前記グリッパ３６の上下ローラ３６ａ、３６ｂおよび側方ローラ３６ｃの位置を１８０度入れ換えて、２つのグリッパ３６の上下を反転させる。この反転ガイド２４ｇが、図１に示す反転区間Ａに配置されており、請求項３に記載した反転手段を構成している。なお、第１スプロケット２４ｂおよび第２スプロケット２４ｃの外周側には、それぞれ円弧状のガイド２４ｈ、２４ｉが配置され、前記容器保持帯２４ａの走行を案内するようになっている。
【００２１】
第２のスプロケット２４ｃの周回経路には、容器グリッパ３６の移送方向における下流側に容器２の供給位置Ｂが設定され。上流側に排出位置Ｃが設定されており、一つの容器２は、供給位置Ｂで一方の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持されて２周搬送され、その間に２回上下が反転されて供給時の状態に戻った後、排出位置Ｃから排出室３２の受け渡しホイール３８に引き渡される。前記第１導入チャンバー８、第２導入チャンバー１０、殺菌ボックス１８内の供給室２２およびこのメイン室２６内は、外部から殺菌前の容器２が導入され搬送されているので、外部よりも陽圧に管理されているが完全な無菌状態が維持されてはいない。
【００２２】
鉛製の殺菌ボックス１８に隣接して電子線照射手段（電子線照射装置）２８が配置されている。この電子線照射装置２８は、容器２に電子線を照射する真空チャンバー（加速チャンバー）４０を備えており、載置台４１上に載置されてレール４１ａ上を移動できるようになっている。電子線照射装置２８は、周知のように、真空チャンバー４０内の真空中でフィラメント４２（図２参照）を加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射部４４に設けた照射窓４６に取り付けてあるＴｉ等の金属製の窓箔４８を通して大気中に取り出して被処理物（この実施例では容器２）に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。
【００２３】
この実施例の電子線照射装置２８は、図２および図３に示すように、照射部４４に４箇所の照射窓４６が形成されている。この実施例の容器グリッパ３６は、上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂによって、同時に２個の容器２を保持して搬送するようになっており、これらの容器２にそれぞれ電子線を照射するために、上下の容器２に対応して照射窓４６を上下に分割して設けている。
【００２４】
また、電子線照射装置２８においては、電子線を発生させるフィラメント４２を内部に配置した真空チャンバー（加速チャンバー）４０内でスパークが発生する場合があり、このようにスパークが発生した場合には電子線の照射を中断するようにしている。この中断は短時間で復帰するが、この中断中に容器２が照射窓４６を通過してしまうと電子線の照射を受けず殺菌されないことになってしまうので、スパークの発生により電子線の照射が中断した場合でも、すべての容器２が必ず電子線の照射を受けられるように、容器２の搬送方向（図２および図３中に符号Ｘで示す）に充分な長さを確保している。そのためには、容器２の搬送方向に充分な長さを有する単一の照射窓を設けても良いが、照射窓に取り付けられる金属製の窓箔のサイズに限界があるので、この実施例では容器２の搬送方向に２つの照射窓４６を並べて必要な長さを確保している。
【００２５】
前記照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さについて、具体例により説明すると、真空チャンバー４０内でスパークが発生した場合の、発生から復帰までに要する時間は０．１秒未満（数ミリ秒〜数十ミリ秒）であることから、最大中断時間を０．１秒とする。そして、例えばこの実施例に係る殺菌装置の処理能力が６００ｂｐｍで、容器２の搬送速度が５６ｍ／分であるとすると、容器グリッパ３６に保持されて搬送される容器２は、０．１秒間に９３ｍｍ移動する。従って、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さを９３ｍｍ以上とする。つまり、容器２が照射窓４６の上流端に到達した際にスパークが発生し、０．１秒間電子線の照射が中断したと仮定すると、その間に容器２は９３ｍｍ進むため、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さが９３ｍｍよりも短い場合には、電子線の照射が復帰した時点では、容器２が照射窓４６の前方側をすでに通過していたり、部分的に通過しているため、電子線の照射が行われない、あるいは不完全であるという状態になる。これに対して前記のように照射窓４６の容器搬送方向Ｘの長さを９３ｍｍよりも長くしておけば、容器２の搬送方向前後の全範囲に渡って電子線が照射される。図３に示すこの実施例では、一つの照射窓４６の幅Ｗ１（容器搬送方向Ｘにおける長さ）が６５ｍｍであり、これら２つの照射窓４６の間隔Ｗ２が５５ｍｍに設定してある。よって、この実施例では、容器の０．１秒間における移動距離が９３ｍｍであるのに対して、照射窓は１３０ｍｍ（６５ｍｍ×２）の長さを有している。なお、この実施例では、容器搬送方向Ｘに２つの照射窓４６を並べて配置することにより必要な長さを確保しているが、照射窓４６の数は必ずしも２つに限るものではなく、容器２の搬送速度等の条件に応じて３つ以上の照射窓４６を並べて配置することも可能である。
【００２６】
この電子線照射装置２８のフィラメント４２は、図２に示すように、複数本が平行に配置されており、しかも、容器搬送装置２４による容器２の搬送方向（矢印Ｘ）に対し傾斜して配置されている。一本のフィラメント４２とこのフィラメント４２に隣接するフィラメント４２は、容器２の搬送方向Ｘにおいて必ずオーバーラップしている。つまり、各フィラメント４２の一端（例えば図２の右端４２ａ）とその上方に位置しているフィラメント４２の他端（左端４２ｂ）とは、容器２の搬送方向Ｘ上で必ずオーバーラップしており、照射窓４６の前方を横断して搬送される容器２は、そのすべての部分がフィラメント４２の前方を通過するので、すべての面に必要な量の電子線の照射を受けることができる。この実施例に係る電子線照射装置２８はエリア照射式（非走査式）であり、フィラメント４２は４つの照射窓４６の全域を覆う広さに亘って配置されている。これらフィラメント４２の両端４２ａ、４２ｂには、給電導体５０Ａ、５０Ｂが接続されて電流が供給される。
【００２７】
さらに、この実施例に係る電子線照射装置２８では、容器２の口部２ａが通過する部分に配置されたフィラメント４２（この部分を図２中に符号Ｙで示す）が、その他の部分例えば胴部２ｂが通過する部分よりも密集して配置されている。従って、この密集したフィラメント４２の前面を通過する容器２は、胴部２ｂよりも多量の電子線の照射を受ける。逆に、胴部２ｂが通過する部分のフィラメント４２の間隔を、従来の構成よりも大きくすることにより、容器２の胴部２ｂに照射される電子線量を従来よりも少なくすることもできる。
【００２８】
この実施例では、電子線照射装置２８を載置した載置台４１はレール４１ａ上を移動可能になっており、殺菌ボックス１８に対して接近、離隔させることができる。この電子線殺菌装置を運転する際には、載置台４１を殺菌ボックス１８に接近させ、真空チャンバー４０の照射部４４を殺菌ボックス１８の壁面に形成された開口１８ａに一致させて、これら殺菌ボックス１８と電子線照射装置２８とを連結する。殺菌ボックス１８の内部に、前記真空チャンバー４０の照射部４４が連結された開口１８ａを囲むようにして照射室３０が設けられている。前記容器搬送装置２４はスプロケット２４ｂから２４ｃへ至る直線経路が照射室３０を貫通しており、この貫通する部分に照射位置（照射部）Ｄが設定され、容器グリッパ３６の両容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持された２本の容器２は、上下に垂直な状態でこの照射室３０内を通過し、各容器２は、この照射位置Ｄで電子線照射装置２８から電子線の照射を受けて殺菌される。
【００２９】
照射室３０の入口側と出口側の壁面には容器グリッパ３６に保持された上下２本の容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成されている。この照射室３０の出口側の壁面に連続して排出室３２が形成されている。容器搬送装置２４の一方のスプロケット（図１の右側のスプロケット２４ｃ）は、排出室３２の内部に入り込んでおり、容器グリッパ３６に保持されて上下位置で１回ずつ２回の電子線照射を受けた容器２は、排出室３２内で、容器グリッパ３６の下方に位置する容器保持部３６Ａまたは３６Ｂからこの排出室３２に設置された受け渡しホイール３８に引き渡される。排出室３２は、スプロケット２４ｃの回転を妨げずに、照射室３０の出口側の開口から受け渡しホイール３８までの容器搬送装置２４の搬送経路、および受け渡しホイール３８の搬送経路を、メイン室２６および供給室２２から区画する仕切壁５２と、この仕切壁５２と対向し受け渡しホイール３８の上下空間から区画する仕切壁５４、および殺菌ボックス１８の床面と天面とで取り囲まれている。この排出室３２以降の各チャンバーは、電子線の照射により殺菌された容器２の処理を行うので、無菌状態が維持されている。
【００３０】
殺菌ボックス１８内の最も下流側に位置している排出室３２に隣接して中間チャンバー５６が設置されている。そして、この中間チャンバー５６の下流側にフィラ等を収容したチャンバー（図示せず）が設置されている。中間チャンバー５６内には、容器保持手段（図示せず）を備えたロータリホイール（ネックホイール）５８が設けられており、このネックホイール５８が前記排出室３２内の受け渡しホイール３８から受け取った容器２を、回転搬送した後、フィラが設置されたチャンバー内の供給ホイールに引き渡す。なお、図１中の符号Ｅで示す位置が、排出室３２の受け渡しホイール３８から中間チャンバー５６のネックホイール５８への受渡位置である。
【００３１】
前記排出室３２内の受け渡しホイール３８は、中間リジェクトホイールを兼ねており、各種センサ等の情報により容器２が正常に殺菌されていると判定された場合には、容器搬送装置２４から受け取った容器２を次の中間チャンバー５６のネックホイール５８に引き渡して次の工程に送るが、電子線が照射されなかった場合や、殺菌が不完全であると判断された場合には、中間チャンバー５６のネックホイール５８に引き渡さずに、殺菌ボックス１８に隣接して配置されているリジェクト室６０に排出する。図１中の符号Ｆで示す位置がリジェクト位置である。
【００３２】
電子線照射装置２８では、スパークの発生を検出するようになっており、スパークが発生したときには検出信号を図示しない制御装置に出力する。制御装置では、信号が入力されたタイミングにおける、容器搬送装置２４のエンコーダのパルスを認識して該当容器２を特定し、この容器２がリジェクト位置Ｆに到達したことをパルスのカウントから検出してリジェクトすることができる。この場合は、スパークの発生により電子線の照射を中断したときに、照射窓４６の前方に位置していた容器２のすべてをリジェクトする。
【００３３】
以上の構成に係る電子線殺菌装置の作動について説明する。この殺菌装置で殺菌され、内容液が充填される容器２はペットボトルであり、エア搬送コンベヤ４の支持レール（図示せず）に、ネック部に形成されたフランジの下面側を支持され、推進用ブロアによって後方からエアを吹き付けられて搬送される。エア搬送コンベヤ４によって搬送されてきた容器２は、第１導入チャンバー８内に入り、インフィードスクリュー６によって一定の間隔に切り離されて、第１ロータリホイール１２の容器保持手段に引き渡される。第１ロータリホイール１２によって回転搬送された後、第２導入チャンバー１０内の第２ロータリホイール１４に引き渡される。
【００３４】
容器２は第２ロータリホイール１４から鉛製の殺菌ボックス１８の供給室２２内に設置された供給ホイール２０に引き渡され、供給ホイール２０の容器保持手段に保持されて回転搬送され、容器搬送装置２４の容器グリッパ３６に引き渡される。容器グリッパ３６は上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂを有しており、その下側の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持された容器２は、反転区間Ａにおいて容器グリッパ３６が上下反転することにより上方に移動して倒立した状態になる。倒立した容器２が第１スプロケット２４ｂの周囲を回転移動して照射室３０に入る。照射室３０には、その外側に配置されている電子線照射装置２８から電子線が照射されるようになっており、搬送されているこの容器２は、真空チャンバー４０の照射部４４に設けられた照射窓４６の前方（照射区間Ｄ）を通過する。
【００３５】
前記真空チャンバー４０内では、フィラメント４２を加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射窓４６に取り付けたＴｉ等の窓箔４８を通して照射室３０内に照射しており、前記容器グリッパ３６の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持されて照射室３０内を搬送されている容器２に電子線が照射されて殺菌される。この実施例では、図２に示すように、容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持されているネック部よりも上方側の口部２ａが通過する部分のフィラメントを４２を、その他の部分と比較して密集して配置してあり（図２中に符号Ｙで示す範囲のフィラメント参照）、口部２ａに照射される電子線の照射線量を、従来の構成よりも多くしているので、肉厚の厚い口部２ａも確実に殺菌することができる。ペットボトル２は、近年軽量化のために胴部２ｂの肉厚が薄くなっており、一方、口部２ａはキャップを装着して密封する必要があるため、胴部２ｂよりも肉厚が厚くなっている。従って、胴部２ｂと口部２ａとに同じ照射線量の電子線を照射すると、胴部２ｂは過照射になって変形してしまうおそれがあり、一方、口部２ａは照射線量が不足して充分な殺菌が行われないおそれがあるが、この実施例では、前記のように、口部２ａの通過する部分のフィラメント４２と、胴部２ｂが通過する部分のフィラメント４２の配置に差を付けているので、ペットボトル２の口部２ａを確実に殺菌するとともに、胴部２ｂに照射される電子線が過剰にならないようにして、胴部２ｂの変形を防止することができる。
【００３６】
前記のように１回目の照射を終えて照射室３０を抜け出した容器２は、排出室３２内に入り、スプロケット２４ｃの周囲を回転移動して再び供給ホイール２０からの供給位置Ｂに戻る。前回この供給ホイール２０から下側の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂが受け取った容器２は、反転して上方に移動しており、下方に位置している他方の容器保持部３６Ｂまたは３６Ａが供給ホイール２０から容器２を受け取る。その後、容器グリッパ３６が反転区間Ａで再度反転して、上下が入れ替わり、前回上方で電子線の照射を受けた容器２が下側に移動し、電子線の照射を受けていない面が容器搬送装置２４の回転移動方向の外側を向く。２つの容器２を保持した容器グリッパ３６が再び照射室３０に入ると、すでに１回目の照射を受けた容器２は前回とは逆側から２回目の電子線の照射を受けて内外面全域が殺菌される。また、同時に他方の新たに保持された上方の容器２は１回目の照射を受ける。
【００３７】
この実施例では、容器グリッパ３６が上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂを有しており、２個の容器２を同時に保持して搬送し、照射室３０内では２つの容器２が同時に電子線の照射を受けるようになっており、フィラメント４２の配置も、上下２つの容器２の口部２ａが通過する部分Ｙを密集させているので、前記１回目の照射のときと同様に、口部２ａにだけ充分な電子線の照射を受けて完全な殺菌が行われ、胴部２ｂは過照射とならない適量の電子線が照射される。照射室３０で２回目の電子線の照射を受けて内外面全体が殺菌された容器２は、排出室３２内の排出位置Ｃで受け渡しホイール３６に引き渡され、さらに、次の中間チャンバー５６内のネックホイール５８に引き渡されて鉛製の殺菌ボックス１８から排出される。
【００３８】
電子線照射装置２８はスパークを発生する場合があり、この場合には電子線の照射を一時停止する。その後、復帰するまでに要する時間は最大限で０．１秒であり、容器搬送装置２４の容器グリッパ３６に保持された容器２がこの０．１秒間に移動する距離よりも大きい長さを有する照射窓４６を設けてあるので、スパークが発生した場合でも、すべての容器２が電子線の照射を受けることができる。しかしながら、このようなスパークによる電子線の照射が中断された場合でも殺菌に必要とする充分な電子線照射量を得られる場合だけではなく、電子線の強度や照射時間、容器の搬送速度等、装置に設定されている照射条件によっては、充分な照射量が得られない場合もあり得る。この場合には、スパークが発生して電子線の照射が中断している間に照射窓４６の前方を通過していた容器２はすべてリジェクトするように構成する。リジェクトする容器２は、前述のように、スパーク検出信号が入力された制御装置が、その入力されたタイミングにおける、容器搬送装置２４のエンコーダのパルスを認識して該当容器２を特定する。この容器２が前記リジェクト位置Ｆに到達したことを、パルスのカウントにより検出してリジェクトする。スパークの発生により容器をリジェクトする場合でも、本発明によれば、容器はスパーク発生の前後何れかで必ず電子線の照射を受けるようになっているため、リジェクトされる容器が照射室３０から無菌状態の搬出室３２に搬送されるよう構成されていても、何ら殺菌を受けていない容器が無菌状態が維持される搬出室３２以降の無菌空間へ搬出されることはなく、外部の雑菌が持ち込まれることが防止されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】電子線殺菌装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。（実施例１）
【図２】電子線照射装置の真空チャンバー内に設けられたフィラメントの配置を示す図であり、図１のＩＩ方向矢視図である。
【図３】電子線照射装置の照射部の構成および容器を搬送する容器搬送手段の構成を示す図であり、図１のＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】容器搬送装置を構成する循環移動経路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２ 容器
２４ 容器搬送手段（容器搬送装置）
２８ 電子線照射手段（電子線照射装置）
３６Ａ 容器保持部（容器支持手段）
３６Ｂ 容器保持部（容器支持手段）
４２ フィラメント
４６ 照射窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子線殺菌装置に係り、特に、電子線の照射中に真空チャンバー内でスパークが発生した場合でも、被照射物を確実に殺菌することができる電子線殺菌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子線殺菌装置は、電子線やＸ線が漏れることを防ぐための鉛製の殺菌チャンバー内で被照射物を搬送する搬送手段と、殺菌ボックス内の被照射物に対して電子線を照射する電子線照射装置とを備えている。電子線照射装置は、真空チャンバー内の真空中でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射窓に取り付けたＴｉ等の金属製の窓箔を通して大気中に取り出して被処理物に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。
【０００３】
電子線照射装置では、電子線を発生させるフィラメントを内部に設けた真空チャンバー内でスパークが発生する場合がある。スパークが発生すると、それが復帰するまでの間は電子線が照射されないため殺菌効果がなく、被照射物が未殺菌のまま下流側に送られてしまう。そこでスパークが発生した場合に、一旦運転を停止した後できるだけ早く復帰させるようにしている。このような運転を再開するまでの時間をできるだけ短縮するようにした電子線照射装置用制御方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記特許文献１に記載された発明の構成は、スパークが発生した場合に、フィラメントの電源の出力をそのときの値に固定し、加速電圧用の直流高圧電源の出力をスパークに応じた値に絞り込み、スパークが消滅したときには直流高圧電源の出力をスパーク発生以前の値に戻し、フィラメントの電源の出力の固定を解除するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特許２８４８１３６号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された発明の構成では、スパークの発生により運転を停止した後、運転再開までには数ミリ秒〜数十ミリ秒を要する。このようにスパーク発生による中断時間を短時間に短縮するように制御されているが、短時間であっても、その間に電子線照射装置の照射窓の前面側を通過してしまう物品があれば、電子線の照射を受けず殺菌されないまま下流側に送られてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、電子線照射装置の真空チャンバー内でスパークが発生し、電子線の照射が中断した場合でも、搬送されているすべての容器に電子線を照射することが可能な電子線殺菌装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、前記照射窓の前方で容器を搬送する容器搬送手段とを備え、電子線照射手段から容器に電子線を照射して容器を殺菌する電子線殺菌装置において、前記照射窓の容器搬送方向における長さを、電子線照射手段のスパーク発生による照射中断時間内に容器が移動する距離よりも長くしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、照射窓が容器の搬送方向に沿って複数配置され、これら複数の照射窓の長さの合計が、スパーク発生による照射中断時間に容器が移動する距離よりも長いことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記容器搬送手段が、２つの容器を上下に保持する容器支持手段と、上下の容器支持手段を反転させる反転手段とを備え、容器を上下に支持した状態で照射窓の前面を通過するように構成し、上下の容器にそれぞれ電子線が照射されるように、照射窓が上下に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電子線殺菌装置は、電子線照射手段の照射窓の、容器搬送方向における長さを、スパークの発生により電子線の照射を中断している時間内に容器が移動する距離よりも長く設定したので、すべての容器が必ず電子線の照射を受けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、この電子線照射手段の照射窓の前方を容器を保持して搬送する容器搬送手段を備えており、前記照射窓の容器搬送方向における長さを、スパークの発生により電子線の照射を中断している時間内に容器が移動する距離よりも長くするという構成により、電子線照射手段でスパークが発生して電子線の照射が中断した場合でも、容器搬送手段により搬送されているすべての容器に電子線を照射することを可能にするという目的を達成する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る電子線殺菌装置の全体の構成を示す平面図である。この実施例に係る電子線殺菌装置において殺菌され、その後の工程で液体等の内容物が充填される容器２はペットボトル等の樹脂製容器である。この容器２はエア搬送コンベヤ４によって連続的に搬送され、インフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されつつ導入チャンバー内に搬入される。
【００１４】
前記導入チャンバーは２つのチャンバー（第１導入チャンバー８と第２導入チャンバー１０）に分かれており、各チャンバー８、１０内にそれぞれ、容器保持手段（図示せず）を備えたロータリホイール（第１ロータリホイール１２と第２ロータリホイール１４）が配置されている。これら導入チャンバー８、１０内に搬入された容器２は、各導入チャンバー８、１０内のロータリホイール１２、１４に順次受け渡されて回転搬送される。前記エア搬送コンベヤ４から第１導入チャンバー８内へ容器２が搬入される部分のチャンバー壁面には、容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成され、また、第１ロータリホイール１２から第２ロータリホイール１４への受け渡し部の仕切壁１６には、容器２の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。
【００１５】
第２導入チャンバー１０に続いて、容器２を電子線の照射により殺菌する際に、電子線やＸ線（制動Ｘ線）が外部に漏れないように遮蔽する鉛製壁面から成る殺菌ボックス（殺菌室）１８が設置されている。この殺菌ボックス１８内は、供給ホイール２０が配置されている入口側の供給室２２と、供給ホイール２０から受け取った容器２を搬送するとともに、反転区間Ａにおいて上下を反転させる容器搬送装置２４が設けられたメイン室２６と、電子線照射装置２８の前面側に位置し、搬送される容器２が電子線の照射を受ける照射室３０と、この照射室３０の出口側（図１の右側）に連続して設けられ、電子線の照射により殺菌された容器２を無菌状態を維持したまま下流側に送る排出室３２に区画されている。
【００１６】
殺菌ボックス１８の壁面の、第２導入チャンバー１０のロータリホイール１４から供給室２２内の供給ホイール２０へ容器２の受け渡しを行う部分には、容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成されている。第２ロータリホイール１４から容器２を受け取った供給ホイール２０は、メイン室２６の容器搬送装置２４に容器２を引き渡す。供給室２２とメイン室２６との間の仕切壁３４にも、容器２の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。メイン室２６に設置された容器搬送装置２４は、多数の容器保持手段としての容器グリッパ３６（後に説明する図２および図３参照）が連続して設けられた無端状の容器搬送体である容器保持帯２４ａと、この無端状の容器保持帯２４ａが掛け回されて容器グリッパ３６を循環搬送させる移送回転体として２つのスプロケット（第１スプロケット２４ｂおよび第２スプロケット２４ｃ）を備えている。
【００１７】
各容器グリッパ３６は、上下一対の容器保持部（請求項３に記載した容器支持手段）３６Ａ、３６Ｂを有しており、同時に２個の容器２を保持して搬送するとともに、相前後する各容器グリッパ３６毎に搬送方向に沿った軸線を中心に回転自在になっており、移動しながら１８０°回転して上下反転することができる。各容器グリッパ３６の容器保持部３６Ａ、３６Ｂは、容器（ペットボトル）２のネック部（この実施例では、容器２の傾斜した肩部のすぐ上方の、グリッパ３６によって保持する部分をネック部と呼び、このネック部を含む上方の肉厚の部分全体を口部２ａと呼ぶことにする）を保持するようになっており、両容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持された容器２は、口部２ａを互いに向かい合わせた状態にして搬送される。
【００１８】
この容器搬送装置２４は、容器グリッパ３６が両スプロケット２４ｂと２４ｃの間で直線的に移送される直線経路と、各スプロケット２４ｂ、２４ｃに沿って周回される周回経路から構成され、第２のスプロケット２４ｃから第１のスプロケット２４ｂへ至る直線経路に前記反転区間Ａが設定され、容器２を１周搬送する間に１回反転させて容器２の上下を入れ替えるようになっている。
【００１９】
図４は、図２および図３にその一部を示す無端状の容器保持帯２４ａ（図１参照）が掛け回される２つのスプロケット２４ｂ、２４ｃと、これら両スプロケット２４ｂ、２４ｃ間を走行する容器保持帯２４ａを案内する直線ガイドおよび反転ガイド等からなる循環移動経路を拡大して示す図であり、この図により前記グリッパ３６を反転させる構成について簡単に説明する。第１スプロケット２４ｂから第２スプロケット２４ｃに至る搬送経路には、上下左右４本の平行なレールからなる直線ガイド２４ｄが配置されており、図３に示すように、上下一対のローラ３６ａ、３６ｂおよび進行方向左右に設けられた一対の側方ローラ３６ｃ（一方は図示せず）が、それぞれ直線ガイド２４ｄの４本のレール間に保持されて、両グリッパ３６が上下一直線上に直立した状態を維持して走行する。この直線ガイド２４ｄに案内されて搬送される区間に、前記照射室３０が設けられており、グリッパ３６に保持された容器２がこの照射室３０内を通過する間に電子線が照射される。
【００２０】
また、第２スプロケット２４ｃから第１スプロケット２４ｂに至る搬送経路には、上流側の直線ガイド２４ｅ、中間の反転ガイド２４ｆおよび下流側の直線ガイド２４ｇが、連続する４本のレールによって構成されている。上流側と下流側の直線ガイド２４ｅ、２４ｇは、４本のレールが、前記直線ガイド２４ｄと同様に、上下左右に平行に配置されており、一対のグリッパ３６は上下一直線の姿勢を維持したまま搬送される。中間の反転ガイド２４ｆは、４本のレールが平行な状態を維持したまま、上流側の直線ガイド２４ｅの上方の２本のレールが下方側へ移るとともに、下方の２本のレールが上方側に移ることにより、各レール間に保持した前記グリッパ３６の上下ローラ３６ａ、３６ｂおよび側方ローラ３６ｃの位置を１８０度入れ換えて、２つのグリッパ３６の上下を反転させる。この反転ガイド２４ｇが、図１に示す反転区間Ａに配置されており、請求項３に記載した反転手段を構成している。なお、第１スプロケット２４ｂおよび第２スプロケット２４ｃの外周側には、それぞれ円弧状のガイド２４ｈ、２４ｉが配置され、前記容器保持帯２４ａの走行を案内するようになっている。
【００２１】
第２のスプロケット２４ｃの周回経路には、容器グリッパ３６の移送方向における下流側に容器２の供給位置Ｂが設定され。上流側に排出位置Ｃが設定されており、一つの容器２は、供給位置Ｂで一方の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持されて２周搬送され、その間に２回上下が反転されて供給時の状態に戻った後、排出位置Ｃから排出室３２の受け渡しホイール３８に引き渡される。前記第１導入チャンバー８、第２導入チャンバー１０、殺菌ボックス１８内の供給室２２およびこのメイン室２６内は、外部から殺菌前の容器２が導入され搬送されているので、外部よりも陽圧に管理されているが完全な無菌状態が維持されてはいない。
【００２２】
鉛製の殺菌ボックス１８に隣接して電子線照射手段（電子線照射装置）２８が配置されている。この電子線照射装置２８は、容器２に電子線を照射する真空チャンバー（加速チャンバー）４０を備えており、載置台４１上に載置されてレール４１ａ上を移動できるようになっている。電子線照射装置２８は、周知のように、真空チャンバー４０内の真空中でフィラメント４２（図２参照）を加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射部４４に設けた照射窓４６に取り付けてあるＴｉ等の金属製の窓箔４８を通して大気中に取り出して被処理物（この実施例では容器２）に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。
【００２３】
この実施例の電子線照射装置２８は、図２および図３に示すように、照射部４４に４箇所の照射窓４６が形成されている。この実施例の容器グリッパ３６は、上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂによって、同時に２個の容器２を保持して搬送するようになっており、これらの容器２にそれぞれ電子線を照射するために、上下の容器２に対応して照射窓４６を上下に分割して設けている。
【００２４】
また、電子線照射装置２８においては、電子線を発生させるフィラメント４２を内部に配置した真空チャンバー（加速チャンバー）４０内でスパークが発生する場合があり、このようにスパークが発生した場合には電子線の照射を中断するようにしている。この中断は短時間で復帰するが、この中断中に容器２が照射窓４６を通過してしまうと電子線の照射を受けず殺菌されないことになってしまうので、スパークの発生により電子線の照射が中断した場合でも、すべての容器２が必ず電子線の照射を受けられるように、容器２の搬送方向（図２および図３中に符号Ｘで示す）に充分な長さを確保している。そのためには、容器２の搬送方向に充分な長さを有する単一の照射窓を設けても良いが、照射窓に取り付けられる金属製の窓箔のサイズに限界があるので、この実施例では容器２の搬送方向に２つの照射窓４６を並べて必要な長さを確保している。
【００２５】
前記照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さについて、具体例により説明すると、真空チャンバー４０内でスパークが発生した場合の、発生から復帰までに要する時間は０．１秒未満（数ミリ秒〜数十ミリ秒）であることから、最大中断時間を０．１秒とする。そして、例えばこの実施例に係る殺菌装置の処理能力が６００ｂｐｍで、容器２の搬送速度が５６ｍ／分であるとすると、容器グリッパ３６に保持されて搬送される容器２は、０．１秒間に９３ｍｍ移動する。従って、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さを９３ｍｍ以上とする。つまり、容器２が照射窓４６の上流端に到達した際にスパークが発生し、０．１秒間電子線の照射が中断したと仮定すると、その間に容器２は９３ｍｍ進むため、照射窓４６の容器搬送方向Ｘにおける長さが９３ｍｍよりも短い場合には、電子線の照射が復帰した時点では、容器２が照射窓４６の前方側をすでに通過していたり、部分的に通過しているため、電子線の照射が行われない、あるいは不完全であるという状態になる。これに対して前記のように照射窓４６の容器搬送方向Ｘの長さを９３ｍｍよりも長くしておけば、容器２の搬送方向前後の全範囲に渡って電子線が照射される。図３に示すこの実施例では、一つの照射窓４６の幅Ｗ１（容器搬送方向Ｘにおける長さ）が６５ｍｍであり、これら２つの照射窓４６の間隔Ｗ２が５５ｍｍに設定してある。よって、この実施例では、容器の０．１秒間における移動距離が９３ｍｍであるのに対して、照射窓は１３０ｍｍ（６５ｍｍ×２）の長さを有している。なお、この実施例では、容器搬送方向Ｘに２つの照射窓４６を並べて配置することにより必要な長さを確保しているが、照射窓４６の数は必ずしも２つに限るものではなく、容器２の搬送速度等の条件に応じて３つ以上の照射窓４６を並べて配置することも可能である。
【００２６】
この電子線照射装置２８のフィラメント４２は、図２に示すように、複数本が平行に配置されており、しかも、容器搬送装置２４による容器２の搬送方向（矢印Ｘ）に対し傾斜して配置されている。一本のフィラメント４２とこのフィラメント４２に隣接するフィラメント４２は、容器２の搬送方向Ｘにおいて必ずオーバーラップしている。つまり、各フィラメント４２の一端（例えば図２の右端４２ａ）とその上方に位置しているフィラメント４２の他端（左端４２ｂ）とは、容器２の搬送方向Ｘ上で必ずオーバーラップしており、照射窓４６の前方を横断して搬送される容器２は、そのすべての部分がフィラメント４２の前方を通過するので、すべての面に必要な量の電子線の照射を受けることができる。この実施例に係る電子線照射装置２８はエリア照射式（非走査式）であり、フィラメント４２は４つの照射窓４６の全域を覆う広さに亘って配置されている。これらフィラメント４２の両端４２ａ、４２ｂには、給電導体５０Ａ、５０Ｂが接続されて電流が供給される。
【００２７】
さらに、この実施例に係る電子線照射装置２８では、容器２の口部２ａが通過する部分に配置されたフィラメント４２（この部分を図２中に符号Ｙで示す）が、その他の部分例えば胴部２ｂが通過する部分よりも密集して配置されている。従って、この密集したフィラメント４２の前面を通過する容器２は、胴部２ｂよりも多量の電子線の照射を受ける。逆に、胴部２ｂが通過する部分のフィラメント４２の間隔を、従来の構成よりも大きくすることにより、容器２の胴部２ｂに照射される電子線量を従来よりも少なくすることもできる。
【００２８】
この実施例では、電子線照射装置２８を載置した載置台４１はレール４１ａ上を移動可能になっており、殺菌ボックス１８に対して接近、離隔させることができる。この電子線殺菌装置を運転する際には、載置台４１を殺菌ボックス１８に接近させ、真空チャンバー４０の照射部４４を殺菌ボックス１８の壁面に形成された開口１８ａに一致させて、これら殺菌ボックス１８と電子線照射装置２８とを連結する。殺菌ボックス１８の内部に、前記真空チャンバー４０の照射部４４が連結された開口１８ａを囲むようにして照射室３０が設けられている。前記容器搬送装置２４はスプロケット２４ｂから２４ｃへ至る直線経路が照射室３０を貫通しており、この貫通する部分に照射位置（照射部）Ｄが設定され、容器グリッパ３６の両容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持された２本の容器２は、上下に垂直な状態でこの照射室３０内を通過し、各容器２は、この照射位置Ｄで電子線照射装置２８から電子線の照射を受けて殺菌される。
【００２９】
照射室３０の入口側と出口側の壁面には容器グリッパ３６に保持された上下２本の容器２が通過可能な開口（図示せず）が形成されている。この照射室３０の出口側の壁面に連続して排出室３２が形成されている。容器搬送装置２４の一方のスプロケット（図１の右側のスプロケット２４ｃ）は、排出室３２の内部に入り込んでおり、容器グリッパ３６に保持されて上下位置で１回ずつ２回の電子線照射を受けた容器２は、排出室３２内で、容器グリッパ３６の下方に位置する容器保持部３６Ａまたは３６Ｂからこの排出室３２に設置された受け渡しホイール３８に引き渡される。排出室３２は、スプロケット２４ｃの回転を妨げずに、照射室３０の出口側の開口から受け渡しホイール３８までの容器搬送装置２４の搬送経路、および受け渡しホイール３８の搬送経路を、メイン室２６および供給室２２から区画する仕切壁５２と、この仕切壁５２と対向し受け渡しホイール３８の上下空間から区画する仕切壁５４、および殺菌ボックス１８の床面と天面とで取り囲まれている。この排出室３２以降の各チャンバーは、電子線の照射により殺菌された容器２の処理を行うので、無菌状態が維持されている。
【００３０】
殺菌ボックス１８内の最も下流側に位置している排出室３２に隣接して中間チャンバー５６が設置されている。そして、この中間チャンバー５６の下流側にフィラ等を収容したチャンバー（図示せず）が設置されている。中間チャンバー５６内には、容器保持手段（図示せず）を備えたロータリホイール（ネックホイール）５８が設けられており、このネックホイール５８が前記排出室３２内の受け渡しホイール３８から受け取った容器２を、回転搬送した後、フィラが設置されたチャンバー内の供給ホイールに引き渡す。なお、図１中の符号Ｅで示す位置が、排出室３２の受け渡しホイール３８から中間チャンバー５６のネックホイール５８への受渡位置である。
【００３１】
前記排出室３２内の受け渡しホイール３８は、中間リジェクトホイールを兼ねており、各種センサ等の情報により容器２が正常に殺菌されていると判定された場合には、容器搬送装置２４から受け取った容器２を次の中間チャンバー５６のネックホイール５８に引き渡して次の工程に送るが、電子線が照射されなかった場合や、殺菌が不完全であると判断された場合には、中間チャンバー５６のネックホイール５８に引き渡さずに、殺菌ボックス１８に隣接して配置されているリジェクト室６０に排出する。図１中の符号Ｆで示す位置がリジェクト位置である。
【００３２】
電子線照射装置２８では、スパークの発生を検出するようになっており、スパークが発生したときには検出信号を図示しない制御装置に出力する。制御装置では、信号が入力されたタイミングにおける、容器搬送装置２４のエンコーダのパルスを認識して該当容器２を特定し、この容器２がリジェクト位置Ｆに到達したことをパルスのカウントから検出してリジェクトすることができる。この場合は、スパークの発生により電子線の照射を中断したときに、照射窓４６の前方に位置していた容器２のすべてをリジェクトする。
【００３３】
以上の構成に係る電子線殺菌装置の作動について説明する。この殺菌装置で殺菌され、内容液が充填される容器２はペットボトルであり、エア搬送コンベヤ４の支持レール（図示せず）に、ネック部に形成されたフランジの下面側を支持され、推進用ブロアによって後方からエアを吹き付けられて搬送される。エア搬送コンベヤ４によって搬送されてきた容器２は、第１導入チャンバー８内に入り、インフィードスクリュー６によって一定の間隔に切り離されて、第１ロータリホイール１２の容器保持手段に引き渡される。第１ロータリホイール１２によって回転搬送された後、第２導入チャンバー１０内の第２ロータリホイール１４に引き渡される。
【００３４】
容器２は第２ロータリホイール１４から鉛製の殺菌ボックス１８の供給室２２内に設置された供給ホイール２０に引き渡され、供給ホイール２０の容器保持手段に保持されて回転搬送され、容器搬送装置２４の容器グリッパ３６に引き渡される。容器グリッパ３６は上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂを有しており、その下側の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持された容器２は、反転区間Ａにおいて容器グリッパ３６が上下反転することにより上方に移動して倒立した状態になる。倒立した容器２が第１スプロケット２４ｂの周囲を回転移動して照射室３０に入る。照射室３０には、その外側に配置されている電子線照射装置２８から電子線が照射されるようになっており、搬送されているこの容器２は、真空チャンバー４０の照射部４４に設けられた照射窓４６の前方（照射区間Ｄ）を通過する。
【００３５】
前記真空チャンバー４０内では、フィラメント４２を加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射窓４６に取り付けたＴｉ等の窓箔４８を通して照射室３０内に照射しており、前記容器グリッパ３６の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂに保持されて照射室３０内を搬送されている容器２に電子線が照射されて殺菌される。この実施例では、図２に示すように、容器保持部３６Ａ、３６Ｂに保持されているネック部よりも上方側の口部２ａが通過する部分のフィラメントを４２を、その他の部分と比較して密集して配置してあり（図２中に符号Ｙで示す範囲のフィラメント参照）、口部２ａに照射される電子線の照射線量を、従来の構成よりも多くしているので、肉厚の厚い口部２ａも確実に殺菌することができる。ペットボトル２は、近年軽量化のために胴部２ｂの肉厚が薄くなっており、一方、口部２ａはキャップを装着して密封する必要があるため、胴部２ｂよりも肉厚が厚くなっている。従って、胴部２ｂと口部２ａとに同じ照射線量の電子線を照射すると、胴部２ｂは過照射になって変形してしまうおそれがあり、一方、口部２ａは照射線量が不足して充分な殺菌が行われないおそれがあるが、この実施例では、前記のように、口部２ａの通過する部分のフィラメント４２と、胴部２ｂが通過する部分のフィラメント４２の配置に差を付けているので、ペットボトル２の口部２ａを確実に殺菌するとともに、胴部２ｂに照射される電子線が過剰にならないようにして、胴部２ｂの変形を防止することができる。
【００３６】
前記のように１回目の照射を終えて照射室３０を抜け出した容器２は、排出室３２内に入り、スプロケット２４ｃの周囲を回転移動して再び供給ホイール２０からの供給位置Ｂに戻る。前回この供給ホイール２０から下側の容器保持部３６Ａまたは３６Ｂが受け取った容器２は、反転して上方に移動しており、下方に位置している他方の容器保持部３６Ｂまたは３６Ａが供給ホイール２０から容器２を受け取る。その後、容器グリッパ３６が反転区間Ａで再度反転して、上下が入れ替わり、前回上方で電子線の照射を受けた容器２が下側に移動し、電子線の照射を受けていない面が容器搬送装置２４の回転移動方向の外側を向く。２つの容器２を保持した容器グリッパ３６が再び照射室３０に入ると、すでに１回目の照射を受けた容器２は前回とは逆側から２回目の電子線の照射を受けて内外面全域が殺菌される。また、同時に他方の新たに保持された上方の容器２は１回目の照射を受ける。
【００３７】
この実施例では、容器グリッパ３６が上下二つの容器保持部３６Ａ、３６Ｂを有しており、２個の容器２を同時に保持して搬送し、照射室３０内では２つの容器２が同時に電子線の照射を受けるようになっており、フィラメント４２の配置も、上下２つの容器２の口部２ａが通過する部分Ｙを密集させているので、前記１回目の照射のときと同様に、口部２ａにだけ充分な電子線の照射を受けて完全な殺菌が行われ、胴部２ｂは過照射とならない適量の電子線が照射される。照射室３０で２回目の電子線の照射を受けて内外面全体が殺菌された容器２は、排出室３２内の排出位置Ｃで受け渡しホイール３６に引き渡され、さらに、次の中間チャンバー５６内のネックホイール５８に引き渡されて鉛製の殺菌ボックス１８から排出される。
【００３８】
電子線照射装置２８はスパークを発生する場合があり、この場合には電子線の照射を一時停止する。その後、復帰するまでに要する時間は最大限で０．１秒であり、容器搬送装置２４の容器グリッパ３６に保持された容器２がこの０．１秒間に移動する距離よりも大きい長さを有する照射窓４６を設けてあるので、スパークが発生した場合でも、すべての容器２が電子線の照射を受けることができる。しかしながら、このようなスパークによる電子線の照射が中断された場合でも殺菌に必要とする充分な電子線照射量を得られる場合だけではなく、電子線の強度や照射時間、容器の搬送速度等、装置に設定されている照射条件によっては、充分な照射量が得られない場合もあり得る。この場合には、スパークが発生して電子線の照射が中断している間に照射窓４６の前方を通過していた容器２はすべてリジェクトするように構成する。リジェクトする容器２は、前述のように、スパーク検出信号が入力された制御装置が、その入力されたタイミングにおける、容器搬送装置２４のエンコーダのパルスを認識して該当容器２を特定する。この容器２が前記リジェクト位置Ｆに到達したことを、パルスのカウントにより検出してリジェクトする。スパークの発生により容器をリジェクトする場合でも、本発明によれば、容器はスパーク発生の前後何れかで必ず電子線の照射を受けるようになっているため、リジェクトされる容器が照射室３０から無菌状態の搬出室３２に搬送されるよう構成されていても、何ら殺菌を受けていない容器が無菌状態が維持される搬出室３２以降の無菌空間へ搬出されることはなく、外部の雑菌が持ち込まれることが防止されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】電子線殺菌装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。（実施例１）
【図２】電子線照射装置の真空チャンバー内に設けられたフィラメントの配置を示す図であり、図１のＩＩ方向矢視図である。
【図３】電子線照射装置の照射部の構成および容器を搬送する容器搬送手段の構成を示す図であり、図１のＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】容器搬送装置を構成する循環移動経路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２ 容器
２４ 容器搬送手段（容器搬送装置）
２８ 電子線照射手段（電子線照射装置）
３６Ａ 容器保持部（容器支持手段）
３６Ｂ 容器保持部（容器支持手段）
４２ フィラメント
４６ 照射窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、前記照射窓の前方で容器を搬送する容器搬送手段とを備え、電子線照射手段から容器に電子線を照射して容器を殺菌する電子線殺菌装置において、
前記照射窓の容器搬送方向における長さを、電子線照射手段のスパーク発生による照射中断時間内に容器が移動する距離よりも長くしたことを特徴とする電子線殺菌装置。
【請求項２】
照射窓が容器の搬送方向に沿って複数配置され、これら複数の照射窓の長さの合計が、スパーク発生による照射中断時間に容器が移動する距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の電子線殺菌装置。
【請求項３】
前記容器搬送手段が、２つの容器を上下に保持する容器支持手段と、上下の容器支持手段を反転させる反転手段とを備え、容器を上下に支持した状態で照射窓の前面を通過するように構成し、上下の容器にそれぞれ電子線が照射されるように、照射窓が上下に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子線殺菌装置。
【請求項１】
照射窓を通して電子線を照射する電子線照射手段と、前記照射窓の前方で容器を搬送する容器搬送手段とを備え、電子線照射手段から容器に電子線を照射して容器を殺菌する電子線殺菌装置において、
前記照射窓の容器搬送方向における長さを、電子線照射手段のスパーク発生による照射中断時間内に容器が移動する距離よりも長くしたことを特徴とする電子線殺菌装置。
【請求項２】
照射窓が容器の搬送方向に沿って複数配置され、これら複数の照射窓の長さの合計が、スパーク発生による照射中断時間に容器が移動する距離よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の電子線殺菌装置。
【請求項３】
前記容器搬送手段が、２つの容器を上下に保持する容器支持手段と、上下の容器支持手段を反転させる反転手段とを備え、容器を上下に支持した状態で照射窓の前面を通過するように構成し、上下の容器にそれぞれ電子線が照射されるように、照射窓が上下に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子線殺菌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２３９１８１（Ｐ２００８−２３９１８１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７９８８８（Ｐ２００７−７９８８８）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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