以下、図面に示す実施例により本発明を� ��明する。この実施例に係る電子線殺菌装置� ��おいて殺菌され、その後の工程で液体等の� ��容物が充填される容器2(図2、図3参照)はペ� �トボトル等の樹脂製容器である。この容器2� ��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� �間隔に切り離されつつ導入チャンバー内に� �入される。

 前記導入チャンバーは2つのチャンバー(� �1導入チャンバー8と第2導入チャンバー10)に� �かれており、各チャンバー8、10内にそれぞ� �、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� ��ホイール14)が配置されている。これら導入� ��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、1 4に順次受け渡されて回転搬送される。前記� �ア搬送コンベヤ4から第1導入チャンバー8内� �容器2が搬入される部分のチャンバー壁面に� ��、容器2が通過可能な開口(図示せず)が形成� ��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� �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。

 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� �(制動X線)が外部に漏れないように遮蔽する� �製壁面から成る殺菌ボックス(殺菌室)18が設� ��されている。この殺菌ボックス18内は、供� �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� ��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� ��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� �射室30と、この照射室30の出口側(図1の右側)� ��連続して設けられ、電子線の照射により殺� ��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。

 殺菌ボックス18の壁面の、第2導入チャン� ��ー10のロータリホイール14から供給室22内の� ��給ホイール20へ容器2の受け渡しを行う部分� ��は、容器2が通過可能な開口(図示せず)が形� ��されている。第2ロータリホイール14から容� ��2を受け取った供給ホイール20は、メイン室2 6の容器搬送装置24に容器2を引き渡す。供給� �22とメイン室26との間の仕切壁34にも、容器2� ��受け渡しが可能な開口(図示せず)が形成さ� �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� ��ッパ36(後に説明する図2および図3参照)が連� ��して設けられた無端状の容器搬送体である� ��器保持帯24aと、この無端状の容器保持帯24a� ��掛け回されて容器グリッパ36を循環搬送さ� �る移送回転体として2つのスプロケット(第1� �プロケット24bおよび第2スプロケット24c)を備 えている。

 各容器グリッパ36は、上下一対の容器保� �部(請求項3に記載した容器支持手段)36A、36B� �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� ��になっており、移動しながら180°回転して� �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� ��肩部のすぐ上方の、グリッパ36によって保� �する部分をネック部と呼び、このネック部� �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� �器保持部36A、36Bに保持された容器2は、口部2 aを互いに向かい合わせた状態にして搬送さ� �る。

 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、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� �スプロケット24cから第1のスプロケット24bへ� ��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� �下を入れ替えるようになっている。

 図4は、図2および図3にその一部を示す無� ��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� ��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� ��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� �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� ��上に直立した状態を維持して走行する。こ� ��直線ガイド24dに案内されて搬送される区間� ��、前記照射室30が設けられており、グリッ� �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。

 また、第2スプロケット24cから第1スプロ� �ット24bに至る搬送経路には、上流側の直線� �イド24e、中間の反転ガイド24fおよび下流側� �直線ガイド24gが、連続する4本のレールによ� ��て構成されている。上流側と下流側の直線� ��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、容器グリッパ36の一対の容器保持部3 6A、36Bは上下一直線の姿勢を維持したまま搬� ��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� �るとともに、下方の2本のレールが上方側に� ��ることにより、各レール間に保持した前記� ��リッパ36の上下ローラ36a、36bおよび側方ロ� �ラ36cの位置を180度入れ換えて、グリッパ36の 2つの容器保持部36A、36Bの上下を反転させる� �この反転ガイド24f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� �を構成している。なお、第1スプロケット24b� ��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。

 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� ��2の供給位置Bが設定され、上流側に排出位� �Cが設定されており(図1参照)、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� �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� ��される。前記第1導入チャンバー8、第2導入� ��ャンバー10、殺菌ボックス18内の供給室22お� ��びこのメイン室26内は、外部から殺菌前の� �器2が導入され搬送されているので、外部よ� ��も陽圧に管理されているが完全な無菌状態� ��維持されてはいない。

 鉛製の殺菌ボックス18に隣接して電子線� �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� ��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4 1a上を移動できるようになっている。電子線� ��射装置28は、周知のように、真空チャンバ� �40内の真空中でフィラメント42(図2参照)を加� ��して熱電子を発生させ、高電圧によって電� ��を加速して高速の電子線ビームにした後、� ��射部44に設けた照射窓46(図2および図3参照)� �取り付けてあるTi等の金属製の窓箔48(図3参� �)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� ��理を行う。

 この実施例の電子線照射装置28は、図2お� ��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� ��ッパ36は、上下二つの容器保持部36A、36Bに� �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� �電子線を照射するために、上下の容器2に対� ��して照射窓46を上下に分割して設けている� �

 また、電子線照射装置28においては、電� �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� �パークが発生する場合があり、このように� �パークが発生した場合には電子線の照射を� �断するようにしている。この中断は短時間� �復帰するが、この中断中に容器2が照射窓46� �通過してしまうと電子線の照射を受けず殺� �されないことになってしまうので、スパー� �の発生により電子線の照射が中断した場合� �も、すべての容器2が必ず電子線の照射を受� ��られるように、容器2の搬送方向(図2および� ��3中に符号Xで示す)に充分な長さを確保して� ��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� �長さを確保している。

 前記照射窓46の容器搬送方向Xにおける長� ��について、具体例により説明すると、真空� ��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(� ��ミリ秒~数十ミリ秒)であることから、最大� �断時間を0.1秒とする。そして、例えばこの� �施例に係る殺菌装置の処理能力が600bpmで、� �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。� ��まり、容器2が照射窓46の上流端に到達した� ��にスパークが発生し、0.1秒間電子線の照射� ��中断したと仮定すると、その間に容器2は93m m進むため、照射窓46の容器搬送方向Xにおけ� �長さが93mmよりも短い場合には、電子線の照� ��が復帰した時点では、容器2が照射窓46の前� ��側をすでに通過していたり、部分的に通過� ��ているため、電子線の照射が行われない、� ��るいは不完全であるという状態になる。こ� ��に対して前記のように照射窓46の容器搬送� �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� �射される。図3に示すこの実施例では、一つ� ��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� �、容器の0.1秒間における移動距離が93mmであ� ��のに対して、照射窓は130mm(65mm×2)の長さを� �している。なお、この実施例では、容器搬� �方向Xに2つの照射窓46を並べて配置すること� ��より必要な長さを確保しているが、照射窓4 6の数は必ずしも2つに限るものではなく、容� ��2の搬送速度等の条件に応じて3つ以上の照� �窓46を並べて配置することも可能である。

 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� �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� �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� ��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� ��メント42の他端(左端42b)とは、容器2の搬送� �向X上で必ずオーバーラップしており、照射� ��46の前方を横断して搬送される容器2は、そ� ��すべての部分がフィラメント42の前方を通� �するので、すべての面に必要な量の電子線� �照射を受けることができる。この実施例に� �る電子線照射装置28はエリア照射式(非走査� �)であり、フィラメント42は4つの照射窓46の� �域を覆う広さに亘って配置されている。こ� �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。

 さらに、この実施例に係る電子線照射装� ��28では、容器2の口部2aが通過する部分に配� �されたフィラメント42(この部分を図2中に符� ��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� ��通過する容器2は、胴部2bよりも多量の電子� ��の照射を受ける。逆に、胴部2bが通過する� �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。

 この実施例では、電子線照射装置28を載� �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� ��せることができる。この電子線殺菌装置を� ��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� �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� ��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� �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� ��24bから24cへ至る直線経路が照射室30を貫通� �ており、この貫通する部分に照射位置(照射� ��)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� ��直な状態でこの照射室30内を通過し、各容� �2は、この照射位置Dで電子線照射装置28から� ��子線の照射を受けて殺菌される。

 照射室30の入口側と出口側の壁面には容� �グリッパ36に保持された上下2本の容器2が通� ��可能な開口(図示せず)が形成されている。� �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� �スプロケット(図1の右側のスプロケット24c)� �、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� �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� ��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� �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� �供給室22から区画する仕切壁52と、この仕切� ��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� �床面と天面とで取り囲まれている。この排� �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� �状態が維持されている。

 殺菌ボックス18内の最も下流側に位置し� �いる排出室32に隣接して中間チャンバー56が� ��置されている。そして、この中間チャンバ� ��56の下流側にフィラ等を収容したチャンバ� �(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� �ロータリホイール(ネックホイール)58が設け� ��れており、このネックホイール58が前記排� �室32内の受け渡しホイール38から受け取った� ��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� �受け渡しホイール38から中間チャンバー56の� ��ックホイール58への受渡位置である。

 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� �ていると判定された場合には、容器搬送装� �24から受け取った容器2を次の中間チャンバ� �56のネックホイール58に引き渡して次の工程� ��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� ��ているリジェクト室60に排出する。図1中の� ��号Fで示す位置がリジェクト位置である。

 電子線照射装置28では、スパークの発生� �検出するようになっており、スパークが発� �したときには検出信号を図示しない制御装� �に出力する。制御装置では、信号が入力さ� �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� �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。

 以上の構成に係る電子線殺菌装置の作動� ��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� ��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� ��、第1導入チャンバー8内に入り、インフィ� �ドスクリュー6によって一定の間隔に切り離� ��れて、第1ロータリホイール12の容器保持手� ��に引き渡される。第1ロータリホイール12に� ��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� ��

 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� �ホイール20に引き渡され、供給ホイール20の� ��器保持手段に保持されて回転搬送され、容� ��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� ��たは36Bに保持された容器2は、反転区間Aに� �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� ��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� ��子線が照射されるようになっており、搬送� ��れているこの容器2は、真空チャンバー40の� ��射部44に設けられた照射窓46の前方(照射位� �D)を通過する。

 前記真空チャンバー40内では、フィラメ� �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 した後、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� ��リッパ36の容器保持部36Aまたは36Bに保持さ� �て照射室30内を搬送されている容器2に電子� �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� ��れているネック部よりも上方側の口部2aが� �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� ��符号Yで示す範囲のフィラメント参照)、口� �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� ��トル2は、近年軽量化のために胴部2bの肉厚� ��薄くなっており、一方、口部2aはキャップ� �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� ��口部2aとに同じ照射線量の電子線を照射す� �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� ��して充分な殺菌が行われないおそれがある� ��、この実施例では、前記のように、口部2a� �通過する部分のフィラメント42と、胴部2bが� ��過する部分のフィラメント42の配置に差を� �けているので、ペットボトル2の口部2aを確� �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� ��形を防止することができる。

 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、� ��プロケット24cの周囲を回転移動して再び供� ��ホイール20からの供給位置Bに戻る。前回こ� ��供給ホイール20から下側の容器保持部36Aま� �は36Bが受け取った容器2は、反転して上方に� ��動しており、下方に位置している他方の容� ��保持部36Bまたは36Aが供給ホイール20から容� �2を受け取る。その後、容器グリッパ36が反� �区間Aで再度反転して、上下が入れ替わり、� ��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� ��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。

 この実施例では、容器グリッパ36が上下� �つの容器保持部36A、36Bを有しており、2個の� ��器2を同時に保持して搬送し、照射室30内で� ��2つの容器2が同時に電子線の照射を受ける� �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� ��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� ��けて完全な殺菌が行われ、胴部2bは過照射� �ならない適量の電子線が照射される。照射� �30で2回目の電子線の照射を受けて内外面全� �が殺菌された容器2は、排出室32内の排出位� �Cで受け渡しホイール36に引き渡され、さら� �、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� �出される。

 電子線照射装置28はスパークを発生する� �合があり、この場合には電子線の照射を一� �停止する。その後、復帰するまでに要する� �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� ��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� ��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� �に、スパーク検出信号が入力された制御装� �が、その入力されたタイミングにおける、� �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� ��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� �るよう構成されていても、何ら殺菌を受け� �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。