(57)【要約】【課題】滅菌因子として二酸化窒素を用いるガス滅菌の用途に好適な二酸化窒素濃度測定装置を安価に提供する。【解決手段】滅菌装置１が備える二酸化窒素濃度測定装置１１１は、滅菌因子としての二酸化窒素を含む滅菌ガス中に投光する発光部１１１ａ１と、発光部１１１ａ１より投光され前記滅菌ガスを透過した透過光Ｌｔ１を受光する受光部１１１ｂ１と、受光部１１１ｂ１が受光した透過光Ｌｔ１に基づいて、発光部１１１ａ１が投光した光Ｌｆ１の前記滅菌ガスに対する透過率を算出し、前記透過率に基づいて前記二酸化窒素の濃度を算出する演算部１１１ｃと、を備える。【選択図】図５
2010210565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化窒素を滅菌因子として用いて滅菌を行う際に、当該二酸化窒素の濃度を測定する二酸化窒素濃度測定装置であって、
滅菌因子としての二酸化窒素を含む滅菌ガス中に投光する発光部と、
前記発光部より投光され前記滅菌ガスを透過した透過光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記透過光に基づいて、前記発光部が投光した光の前記滅菌ガスに対する透過率を算出し、前記透過率に基づいて前記二酸化窒素の濃度を算出する演算部と、を備える二酸化窒素濃度測定装置。
【請求項２】
前記発光部は、３００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を投光する請求項１に記載の二酸化窒素濃度測定装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記滅菌ガスに加えて、滅菌因子である二酸化窒素が添加されていない参照ガス中にも投光し、
前記演算部は、前記滅菌ガスおよび前記参照ガスに対する前記透過率をそれぞれ算出し、
前記参照ガスに対する前記透過率を用いて、前記滅菌ガスに対する前記透過率に基づいて算出した前記二酸化窒素の濃度を補正する請求項１または２に記載の二酸化窒素濃度測定装置。
【請求項４】
一端に前記発光部が投光した光が入射され、他端から前記透過光が導出される管である導光管をさらに備え、
前記導光管に前記滅菌ガスを導入して前記二酸化窒素の濃度を測定する請求項１または２に記載の二酸化窒素濃度測定装置。
【請求項５】
一端に前記発光部が投光した光が入射され、他端から前記透過光が導出される管である導光管を少なくとも２本備え、
前記滅菌ガスと前記参照ガスとを、異なる前記導光管に導入して前記二酸化窒素の濃度を測定する請求項３に記載の二酸化窒素濃度測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の二酸化窒素濃度測定装置と、
被処理物が収容されるチャンバと、を備え、
前記チャンバに二酸化窒素を導入して滅菌を行い、
前記チャンバ内の二酸化窒素の濃度を、前記二酸化窒素濃度測定装置を用いて測定する滅菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化窒素を滅菌因子として用いて滅菌を行う際に、当該二酸化窒素の濃度を測定する二酸化窒素濃度測定装置、及び、当該二酸化窒素濃度測定装置を備え、二酸化窒素を滅菌因子として用いる滅菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用器具や食品包装材などの被処理物を高度に滅菌する方法として、被処理物が配置された密閉空間に滅菌因子として二酸化窒素ガスを導入し、被処理物に当該二酸化窒素ガスを反応させるガス滅菌の方法が知られている。前記被処理物を確実に滅菌するためには、前記密閉空間における二酸化窒素濃度を管理する必要があり、その前提として二酸化窒素濃度の測定が必要である。
【０００３】
二酸化窒素濃度を測定する技術として、特許文献１には、単一波長レ―ザ誘起蛍光法により、大気中に含まれる二酸化窒素の濃度を測定する二酸化窒素濃度測定方法および二酸化窒素濃度測定装置が開示されている。また、特許文献２には、カップリング反応を利用して検知素子を発色させ、当該検知素子の発色量から二酸化窒素濃度を検出する二酸化窒素濃度の検出方法および検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３９７０７号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に開示されている技術に基づく装置は、大気中に微量に含まれる二酸化窒素の濃度を測定することを目的としているので、ガス滅菌で用いられる滅菌ガスに含まれる高濃度の二酸化窒素の濃度を測定する目的に必ずしも適しているとはいえない。例えば、特許文献１の装置のように、単一波長レ―ザ誘起蛍光法によって二酸化窒素濃度を測定する場合は、二酸化窒素を励起させる必要があるので装置が複雑となり、その結果として装置が高額となるという欠点がある。さらに、例えば、特許文献２の装置のように、カップリング反応を利用して二酸化窒素濃度を測定する場合には、当該カップリング反応が不可逆反応であるために、一回の濃度測定毎に検知素子の交換が必要となる。従って、二酸化窒素濃度を管理するために二酸化窒素濃度の変動を逐次測定する必要があるガス滅菌時の二酸化窒素濃度測定の用途には不適である。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑み、滅菌因子として二酸化窒素を用いるガス滅菌の用途に好適な二酸化窒素濃度測定装置を簡便な構成で実現することで、当該二酸化窒素濃度測定装置を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る二酸化窒素濃度測定装置は、二酸化窒素を滅菌因子として用いて滅菌を行う際に、当該二酸化窒素の濃度を測定する二酸化窒素濃度測定装置であって、滅菌因子としての二酸化窒素を含む滅菌ガス中に投光する発光部と、前記発光部より投光され前記滅菌ガスを透過した透過光を受光する受光部と、前記受光部が受光した前記透過光に基づいて、前記発光部が投光した光の前記滅菌ガスに対する透過率を算出し、前記透過率に基づいて前記二酸化窒素の濃度を算出する演算部と、を備える（請求項１）。この装置によれば、発光部と受光部と演算部という簡単な構成で二酸化窒素濃度を連続的に測定することができる。従って、滅菌因子として二酸化窒素を用いるガス滅菌の用途に好適な二酸化窒素濃度測定装置を安価に提供することができる。
【０００８】
前記発光部は、３００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を投光することが望ましい（請求項２）。二酸化窒素は、前記の波長の範囲に強い吸収スペクトルを有し、しかも一酸化窒素の吸収スペクトルの波長とは重ならないからである。
【０００９】
上記の二酸化窒素濃度測定装置は、一端に前記発光部が投光した光が入射され、他端から前記透過光が導出される管である導光管をさらに備え、前記導光管に前記滅菌ガスを導入して前記二酸化窒素の濃度を測定することが望ましい（請求項４）。この構成によれば、前記滅菌ガスは前記導光管に導入され、前記発光部および前記受光部は、二酸化窒素を含む滅菌ガスには曝されない。従って、前記発光部および前記受光部を滅菌ガスに曝される位置に設ける場合よりも、当該発光部および当該受光部の劣化が抑制される。
【００１０】
前記発光部は、前記滅菌ガスに加えて、滅菌因子である二酸化窒素が添加されていない参照ガス中にも投光し、前記演算部は、前記滅菌ガスおよび前記参照ガスに対する前記透過率をそれぞれ算出し、前記参照ガスに対する前記透過率を用いて、前記滅菌ガスに対する前記透過率に基づいて算出した前記二酸化窒素の濃度を補正することがさらに望ましい（請求項３）。前記演算部が、前記滅菌ガスおよび前記参照ガスに対する前記透過率をそれぞれ算出することで、温度等の変化によって生じる測定値の誤差を効果的に補正することができる。
【００１１】
上記の二酸化窒素濃度測定装置は、一端に前記発光部が投光した光が入射され、他端から前記透過光が導出される管である導光管を少なくとも２本備え、前記滅菌ガスと前記参照ガスとを、異なる前記導光管に導入して前記二酸化窒素の濃度を測定することが望ましい（請求項５）。この構成によれば、前記滅菌ガスは前記導光管に導入され、前記発光部および前記受光部は、二酸化窒素を含む滅菌ガスには曝されない。従って、前記発光部および前記受光部を滅菌ガスに曝される位置に設ける場合と比較して、当該発光部および当該受光部の劣化が抑制される。
【００１２】
本発明の他の局面に係る滅菌装置は、前記の二酸化窒素濃度測定装置と、被処理物が収容されるチャンバと、を備え、前記チャンバに二酸化窒素を導入して滅菌を行い、前記チャンバ内の二酸化窒素の濃度を、前記二酸化窒素濃度測定装置を用いて測定する（請求項６）。この滅菌装置によれば、前記チャンバ内の二酸化窒素濃度が、前記二酸化窒素濃度測定装置が測定した二酸化窒素濃度に基づいて制御される。したがって、前記チャンバ内の二酸化窒素濃度を滅菌に好適な濃度に管理して、前記被処理物を確実に滅菌することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光部と受光部と演算部という簡単な構成で二酸化窒素濃度を測定することができる。従って、滅菌因子に二酸化窒素を用いるガス滅菌時に当該二酸化窒素濃度を測定するのに好適な二酸化窒素濃度測定装置を、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の滅菌処理方法を実施するための滅菌装置の一例を示すブロック図である。
【図２】マイクロ波供給装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】導波管に取り付けられた状態のプラズマノズルを示す断面図である。
【図４】ＮＯ２変換部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】ＮＯ２濃度センサ（二酸化窒素濃度測定装置）の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】滅菌装置の電気的な制御系を示すブロック図である。
【図７】滅菌装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】ポンプの制御状態を示す表形式の図である。
【図９】電磁弁の制御状態を示す表形式の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る二酸化窒素濃度測定装置（第１濃度センサ１１１及び第２濃度センサ１２１）を備えた滅菌装置１の一例を示すブロック図である。この滅菌装置１は、例えばメス、鉗子、カテーテルなどの医療用器具や、包装シート、トレイ、ボトルなどの食品包装材を被処理物とし、これらに滅菌因子として二酸化窒素（ＮＯ２）を作用させて滅菌処理を施すための装置である。
【００１６】
滅菌装置１は、メインチャンバ１１、サブチャンバ１２、吸気系統２０、循環系統３０、連係系統４０及び排気系統５０を含む。これら系統２０〜５０の適所には、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８と、第１ポンプＰ１〜第４ポンプＰ４とが配置されている。
【００１７】
メインチャンバ１１は、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた大容量のチャンバである。図示は省略しているが、メインチャンバ１１には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。
【００１８】
メインチャンバ１１には、滅菌因子であるＮＯ２の濃度を計測する第１濃度センサ１１１と、チャンバ内の圧力を検出する第１圧力センサ１１２とが備えられている。第１濃度センサ１１１は、滅菌因子としてのＮＯ２の濃度を計測するもので、滅菌処理後にメインチャンバ１１内を排気するに当たり、この第１濃度センサ１１１の計測値が参照される。なお、第１濃度センサ１１１の構成の詳細については、後に詳しく説明する。第１圧力センサ１１２は、メインチャンバ１１内の減圧状態を計測するセンサである。この他、温度センサ、湿度センサ、或いはオゾンセンサ等の各種物理量センサが備えられていても良い。
【００１９】
サブチャンバ１２は、滅菌因子を生成するためのチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され、メインチャンバ１１と同様に、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた比較的小容量のチャンバである。後記で詳述するが、サブチャンバ１２内において常圧下で所定濃度のＮＯ２ガスが生成され、減圧下にあるメインチャンバ１１内に該ＮＯ２ガスが導入される。
【００２０】
サブチャンバ１２内にも、ＮＯ２の濃度を計測する第２濃度センサ１２１と、チャンバ内の圧力を検出する第２圧力センサ１２２とが備えられている。第２濃度センサ１２１の計測値は、例えばＮＯ２ガスをメインチャンバ１１へ導入する前に、サブチャンバ１２内で所定濃度のＮＯ２ガスが生成されているか否かを確認するために参照される。
【００２１】
吸気系統２０は、サブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方に乾燥した外気（空気）を導入させるための配管系統である。吸気系統２０は、第１ポンプＰ１、エアドライヤ２１、湿度センサ２２、第１電磁弁Ｖ１、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を含む。第１常圧配管２０１は、第１ポンプＰ１と第１電磁弁Ｖ１との間を接続する配管であり、その経路中にエアドライヤ２１及び湿度センサ２２が配置されている。第１真空配管２０２は、第１電磁弁Ｖ１とサブチャンバ１２との間を接続している。
【００２２】
第１ポンプＰ１は、減圧状態にあるサブチャンバ１２、若しくはサブチャンバ１２及びメインチャンバ１１の双方を常圧に戻すときに動作されるポンプである。第１ポンプＰ１は、外気を吸入し、第１常圧配管２０１及び第１真空配管２０２を介してサブチャンバ１２内に外気を送り込む。エアドライヤ２１は、外気に含まれる水分を除去するもので、例えば電熱ヒータを備えた乾燥装置が適用される。このエアドライヤ２１を通過した空気は、ほぼ湿度がゼロとなる。湿度センサ２２は、第１常圧配管２０１内を流通する空気の湿度を検出する。この湿度センサ２２は、専らエアドライヤ２１の故障検知のために用いられる。
【００２３】
第１電磁弁Ｖ１は、第１ポンプＰ１の稼働時に連動して「開」とされるバルブである。すなわち、第１電磁弁Ｖ１は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を含む系統を、外気圧と遮断する必要があるときに「閉」とされ、これを常圧に復帰させるときに「開」とされる。このため、第１電磁弁Ｖ１よりも吸気方向下流側は、真空引きに耐性を有する第１真空配管２０２が用いられている。
【００２４】
循環系統３０は、主に吸気系統２０によりサブチャンバ１２に導入された乾燥空気をプラズマで電離して、滅菌因子としてのＮＯ２ガスを生成する際に稼働される系統である。循環系統３０は、第２電磁弁Ｖ２、第３電磁弁Ｖ３、プラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２、ＮＯ２変換部３３、第２真空配管３０１、第３真空配管３０２、及び第２常圧配管３０３を含む。
【００２５】
第２真空配管３０１の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第２電磁弁Ｖ２を介して第２常圧配管３０３の一端側に接続されている。第３真空配管３０２の一端側はサブチャンバ１２内に連通し、他端側は第３電磁弁Ｖ３を介して第２常圧配管３０３の他端側に接続されている。これにより、サブチャンバ１２と連通する、第２真空配管３０１の一端側を起点として第３真空配管３０２の一端側に戻るループ管路が形成されている。本実施形態では、第２真空配管３０１側が、当該ループ管路内を流れる空気流の上流側となる。第２常圧配管３０３に対して、上流側から順にプラズマノズル３１、ガス流量計３２、第２ポンプＰ２及びＮＯ２変換部３３が配置されている。
【００２６】
第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３は、サブチャンバ１２が減圧状態にあるときに「閉」とされ、後述する常圧状態でのＮＯ２ガス生成時及び無害化処理時に「開」とされる弁である。このため、第２電磁弁Ｖ２及び第３電磁弁Ｖ３とサブチャンバ１２とを接続する配管として、第２真空配管３０１及び第３真空配管３０２が適用されている。
【００２７】
プラズマノズル３１は、プラズマ（電離気体）を発生させるための電界集中部を提供する。第２常圧配管３０３を流通する空気（窒素及び酸素を含むガス）は、プラズマノズル３１の前記電界集中部を通過することで電離され、ＮＯ２ガスやＮＯガスを含む窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスに変換される。このようなプラズマを発生させるために、本実施形態ではマイクロ波エネルギーが用いられている。当該マイクロ波エネルギーは、マイクロ波供給装置６０からプラズマノズル３１に与えられる。
【００２８】
図２は、マイクロ波供給装置６０の構成を概略的に示すブロック図である。マイクロ波供給装置６０は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマノズル３１に供給するための装置であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置６１と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管６２とを含む。この導波管６２に、プラズマノズル３１が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置６１と導波管６２との間には、アイソレータ６３、カプラ６４及びチューナ６５が備えられている。
【００２９】
マイクロ波発生装置６１は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを含む。本実施形態では、例えば１Ｗ〜３ｋＷのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置６１が好適に用いられる。
【００３０】
導波管６２は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置６１により発生されたマイクロ波を、その長手方向に伝搬させる。導波管６２の遠端側には、スライディングショート６２１がフランジ部６２２を介して取り付けられている。スライディングショート６２１は、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するための部材である。
【００３１】
アイソレータ６３は、導波管６２からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置６１への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ６３１とダミーロード６３２とを含む。サーキュレータ６３１は、マイクロ波発生装置６１で発生されたマイクロ波を導波管６２に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード６３２に向かわせる。ダミーロード６３２は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ６４は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。チューナ６５は、導波管６２に突出可能なスタブを含み、反射マイクロ波が最小となるような調整、つまりプラズマノズル３１でのマイクロ波エネルギーの消費が最大となる調整を行うための機器である。カプラ６４は、この調整の際に利用される。
【００３２】
図３は、導波管６２に取り付けられた状態のプラズマノズル３１を示す断面図である。プラズマノズル３１は、中心導体３１１、外部導体３１２、スペーサ３１３及び保護管３１４を備えている。
【００３３】
中心導体３１１は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部３１１Ｂの側が導波管６２の内部に所定長さだけ突出している。この突出した上端部３１１Ｂは、導波管６２内を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。
【００３４】
外部導体３１２は、良導電性の金属から構成され、中心導体３１１を収納する筒状空間３１２Ｈを有する筒状体である。中心導体３１１は、この筒状空間３１２Ｈの中心軸上に配置されている。外部導体３１２は、導波管６２の下面板に一体的に取り付けられた円筒型の金属フランジ板６２３に嵌め込まれ、ネジ６２４で締め付けられることにより、導波管６２に固定されている。導波管６２がアース電位とされる結果、外部導体３１２もアース電位とされる。
【００３５】
また、外部導体３１２は、その外周壁から筒状空間３１２Ｈに貫通するガス供給孔３１２Ｎを有する。このガス供給孔３１２Ｎには、第２常圧配管３０３の上流側が接続される。他方、筒状空間３１２Ｈの下端部には、絶縁性の配管３１５が接続されている。なお、この配管３１５は、第２常圧配管３０３の一部を構成する。これにより、第２常圧配管３０３内を流通する気体は、筒状空間３１２Ｈ内を経由することになる。
【００３６】
スペーサ３１３は、中心導体３１１を保持すると共に、導波管６２内の空間と筒状空間３１２Ｈとの間をシールする。スペーサ３１３は、例えばポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材を用いることができる。外部導体３１２の筒状空間３１２Ｈの上端部分には段差部が設けられ、該段差部でスペーサ３１３が支持されている。スペーサ３１３で保持された中心導体３１１は、外部導体３１２とは絶縁された状態となる。保護管３１４は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、外部導体３１２の下端縁３１２Ｔにおける異常放電（アーキング）を防止するために、筒状空間３１２Ｈの下端部分に嵌め込まれている。
【００３７】
上記のように構成されたプラズマノズル３１によれば、中心導体３１１が導波管６２を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外部導体３１２との間に電位差が生じる。特に、中心導体３１１の下端部３１１Ｔと外部導体３１２の下端縁３１２Ｔとの近傍に電界集中部が形成されるようになる。かかる状態で、ガス供給孔３１２Ｎから酸素分子と窒素分子とを含むガス（空気）が筒状空間３１２Ｈへ供給されると、ガスが励起されて中心導体３１１の下端部３１１Ｔ付近においてプラズマ（電離気体）が発生する。該プラズマは、ＮＯｘとフリーラジカルを含んでいる。また、このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ（中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ）であって、常圧下で発生するプラズマである。
【００３８】
図１に戻って、ガス流量計３２は、第２常圧配管３０３内を流通する気体の流量を計測する。第２ポンプＰ２は、ＮＯ２ガス生成時に、サブチャンバ１２と循環系統３０のループ管路とで構成される一つの空間内において、ガスを循環させるためのポンプである。プラズマノズル３１が動作している状態で第２ポンプＰ２が稼働されると、プラズマを発生させる筒状空間３１２Ｈを繰り返しガスが通過し、徐々にＮＯ２の濃度が上昇してゆくことになる。第２ポンプＰ２は、ＮＯｘ等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
【００３９】
ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１を通過し、様々な物質を含んだ状態のガスから、ＮＯ２を抽出する機能を有する。図４は、ＮＯ２変換部３３の詳細構成を示すブロック図である。ＮＯ２変換部３３は、プラズマノズル３１から送り出されるガス中からＨＮＯ３を吸着するフィルタ３３１と、フィルタ３３１を通過したガス中のＮＯｘをＮＯに変換する第１変換部３３２と、続いてそのＮＯをＮＯ２に変換する第２変換部３３３とを備えている。
【００４０】
プラズマノズル３１において空気が電離されると、ＮＯ、Ｏ３が生成される。これらは次式に反応により段階的に酸化され、最終的にはエアドライヤ２１で除去しきれずに僅かに残存する水分との反応により一部が硝酸（ＨＮＯ３）に転換する。
ＮＯ＋Ｏ３→ＮＯ２＋Ｏ２
２ＮＯ２＋Ｏ３→Ｎ２Ｏ５＋Ｏ２
Ｎ２Ｏ５＋Ｈ２Ｏ→２ＨＮＯ３
【００４１】
フィルタ３３１は、上記の反応で生成されるＨＮＯ３を吸着する。このフィルタ３３１としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。硝酸吸着性のコーティング層としては、例えばゼオライト、アルミナ、シリカゲル等の珪素吸着剤を用いることができる。
【００４２】
第１変換部３３２は、フィルタ３３１を通過したガスに含まれる、ＮＯ２以外のＮＯｘをＮＯに変換する。第１変換部３３２としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、該触媒の温度を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４３】
第２変換部３３３は、第１変換部３３２を通過したガス中に含まれるＮＯをＮＯ２に変換する。第２変換部３３３としては、同様に、セラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、該触媒の温度（第１変換部３３２の触媒とは異なる温度）を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
【００４４】
次に、連係系統４０は、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との間を連通させるための系統である。連係系統４０は、第４電磁弁Ｖ４、第５電磁弁Ｖ５、第３ポンプＰ３、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２を含む。
【００４５】
第４真空配管４０１の一端（上流端）はサブチャンバ１２に接続され、他端（下流端）はメインチャンバ１１に接続されている。この第４真空配管４０１の上流側に第３ポンプＰ３が配置され、下流側に第４電磁弁Ｖ４が配置されている。第３ポンプＰ３は、耐薬品性のポンプであって、サブチャンバ１２を真空引きする際、サブチャンバ１２からＮＯ２ガスをメインチャンバ１１に導入（循環）して滅菌処理を行う際、及びメインチャンバ１１内を排気して無害化処理する際に動作する。第４電磁弁Ｖ４は、この第３ポンプＰ３が動作する際に「開」とされる弁である。
【００４６】
第５真空配管４０２の一端側（上流端）はメインチャンバ１１に接続され、他端側（下流端）はサブチャンバ１２に接続されている。第５真空配管４０２の中間部には、後述する第７真空配管５０２の下流端が合流している。第５電磁弁Ｖ５は、第７真空配管５０２の合流部よりも上流位置において、第５真空配管４０２に取り付けられている。この第５電磁弁Ｖ５は、滅菌処理を行う際、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を常圧に復帰させる際に「開」とされる弁である。
【００４７】
排気系統５０は、滅菌処理に用いたＮＯ２ガスを密閉空間内で無害化すると共に、無害化処理後のガスを外部に排気するための系統である。排気系統５０は、ＨＮＯ３変換部５１、フィルタ５２、第６電磁弁Ｖ６、第７電磁弁Ｖ７、第８電磁弁Ｖ８、第４ポンプＰ４、第６真空配管５０１、第７真空配管５０２、第４常圧配管５０３及び第５常圧配管５０４を含む。
【００４８】
第６真空配管５０１の一端側（上流端）はメインチャンバ１１に接続され、他端側（下流端）は第６電磁弁Ｖ６を介して第４常圧配管５０３の一端側（上流端）に接続されている。第４常圧配管５０３の他端側（下流端）は、第４ポンプＰ４を通して外部と連通している。この第４常圧配管５０３には、上流側から順に、ＨＮＯ３変換部５１、フィルタ５２及び第８電磁弁Ｖ８が取り付けられている。第５常圧配管５０４の一端側（上流端）は、フィルタ５２と第８電磁弁Ｖ８との間において第４常圧配管５０３に接続され、他端側（下流端）は第７電磁弁Ｖ７を介して第７真空配管５０２の一端側（上流端）に接続されている。第７真空配管５０２の他端側（下流端）は、第５真空配管４０２の中間部に接続されている。上記の第４常圧配管５０３及び第７真空配管５０２が備えられている結果、第１電磁弁Ｖ１及び第８電磁弁Ｖ８が「閉」とされれば、メインチャンバ１１、排気系統５０、連係系統４０及びサブチャンバ１２を、一つの密閉された空間とすることが可能となる。
【００４９】
第６電磁弁Ｖ６は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の減圧時、無害化処理時及びその後の排気時に「開」とされる弁である。第７電磁弁Ｖ７は、無害化処理時にのみ「開」とされる弁である。第８電磁弁Ｖ８は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の減圧時と、無害化処理後の排気時とに「開」とされる弁である。第４ポンプＰ４は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２を真空引きする際に駆動される真空ポンプである。
【００５０】
ＨＮＯ３変換部５１は、滅菌処理後のガスに含まれるＮＯ２をＨＮＯ３に変換する。この変換を行うために、ＨＮＯ３変換部５１には、オゾン（Ｏ３）を発生するオゾン発生器と、水（Ｈ２Ｏ）を供給するための水分導入器とを備えている。ＨＮＯ３変換部５１を通過するＮＯ２ガスにＯ３及びＨ２Ｏが加えられることで、前記ガスはＨＮＯ３を含むガスに化学的に変換される。
【００５１】
フィルタ５２は、ガス中のＨＮＯ３を吸着するフィルタである。このフィルタ５２としては、循環系統３０のフィルタ３３１（図４）と同じフィルタを用いることができ、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。
【００５２】
図５は、第１濃度センサ１１１の詳細構成を示すブロック図である。第２濃度センサ１２１も同様の構成を備えている。第１濃度センサ１１１は、発光部１１１ａ、受光部１１１ｂ、演算部１１１ｃ、第１導光管Ｔｓ、及び第２導光管Ｔｒを備えている。
【００５３】
第１導光管Ｔｓは、両端近傍にメインチャンバ１１内部と連通する開口部を有する管である。第１導光管Ｔｓの内部空間とメインチャンバ１１の内部空間とは、前記開口部で繋がれた一つの空間となっている。そのため、サブチャンバ１２からメインチャンバ１１に滅菌ガスであるＮＯ２ガスが導入（循環）されて滅菌処理が行われる際には、メインチャンバ１１内のＮＯ２ガスが前記開口部を通じて第１導光管Ｔｓ内部へと拡散する。
【００５４】
第２導光管Ｔｒは、メインチャンバ１１内部と連通せず、両端側に外部と連通する開口部を有する管である。従って、第２導光管Ｔｒの内部は、滅菌装置１の設置環境の大気で満たされている。第２導光管Ｔｒの管厚、管長、材質等の仕様は、全て第１導光管Ｔｓと同一とされている。
【００５５】
発光部１１１ａは、第１導光管Ｔｓの一端に投光する第１発光部１１１ａ１と、第２導光管Ｔｒの一端に投光する第２発光部１１１ａ２とを備える。第１発光部１１１ａ１及び第２発光部１１１ａ２は、３００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を投光する同一仕様の例えば発光ダイオード等の発光部材である。本実施形態では、４７０ｎｍの波長の光を投光する発光ダイオードを採用している。
【００５６】
３００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を投光する発光部材を発光部１１１ａに用いる理由は、ＮＯ２が前記の波長の範囲に強い吸収スペクトルを有し、しかも一酸化窒素（ＮＯ）の吸収スペクトルの波長とは重ならないからである。ＮＯは、第１変換部３３２でＮＯＸから変換されて生成され、生成されたＮＯの一部は第２変換部３３３でＮＯ２に変換されずにメインチャンバ１１内部へと導入される。従って、ＮＯ２の吸収スペクトルの波長であっても、ＮＯの吸収スペクトルの波長と重なる波長（例えば２００ｎｍ〜２２０ｎｍ）の光を発光部１１１ａが投光することは、測定誤差の原因となるので好ましくない。
【００５７】
また、ＮＯ２が前記の３００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の範囲において、特に強い吸収スペクトルを４００ｎｍ付近に有するにもかかわらず、本実施形態では、波長４００ｎｍではなく波長４７０ｎｍの光を投光する発光ダイオードを発光部１１１ａに採用している理由は、波長４００ｎｍの光は紫外光であり、この波長の光を投光した場合、受光部１１１ｂや第１および第２導光管等の第１濃度センサ１１１を構成する部材に与えるダメージが大きくなるためである。
【００５８】
受光部１１１ｂは、第１受光部１１１ｂ１と第２受光部１１１ｂ２とを備える。第１受光部１１１ｂ１及び第２受光部１１１ｂ２は、同一仕様の例えばフォトダイオード等の光センサである。第１受光部１１１ｂ１は、第１発光部１１１ａ１が設けられている第１導光管Ｔｓの一端側とは逆の第１導光管Ｔｓの他端側に位置する。第２受光部１１１ｂ２は、第２発光部１１１ａ２が設けられている第２導光管Ｔｒの一端側とは逆の第２導光管Ｔｒの他端側に位置する。第１発光部１１１ａ１の発光面から第１受光部１１１ｂ１の受光面までの距離と、第２発光部１１１ａ２の発光面から第２受光部１１１ｂ２の受光面までの距離とが等しくなるように、発光部１１１ａ及び受光部１１１ｂは設けられている。
【００５９】
第１受光部１１１ｂ１は、透過光Ｌｔ１を受光する。透過光Ｌｔ１は、ＮＯ２を含む滅菌ガスが流入し得る第１導光管Ｔｓの一端に第１発光部１１１ａ１から投光された光Ｌｆ１が、第１導光管Ｔｓを透過して、第１導光管Ｔｓの他端から放出される光である。第２受光部１１１ｂ２は、参照光Ｌｔ２を受光する。参照光Ｌｔ２は、第２導光管Ｔｒの一端に第２発光部１１１ａ２から投光されたＬｆ２が、第２導光管Ｔｒを透過して、第２導光管Ｔｒの他端から放出される光である。第１受光部１１１ｂ１は、受光した透過光Ｌｔ１の光量に応じた電気信号を生成して演算部１１１ｃへと出力する。第２受光部１１１ｂは、受光した参照光Ｌｔ２の光量に応じた電気信号を生成して演算部１１１ｃへと出力する。
【００６０】
第１発光部１１１ａ１及び第２発光部１１１ａ２、並びに第１受光部１１１ｂ１及び第２受光部１１１ｂ２は、それぞれ同一仕様の部材ではあるが個体差が存在するので、透過光Ｌｔ１に対する第１受光部１１１ｂ１の受光特性と、参照光Ｌｔ２に対する第２受光部１１１ｂ２の受光特性とは、同一の測定条件であれば、同一の電気信号が得られるように予め校正されている。
【００６１】
第１導光管Ｔｓが滅菌ガスで満たされている場合、第１発光部１１１ａ１が投光した光Ｌｆ１の光量に対する透過光Ｌｔ１の光量の割合が、前記滅菌ガス中でのＬｆ１の透過率となる。また第２導光管Ｔｒは大気で満たされているので、第２発光部１１１ａ２が投光した光Ｌｆ２の光量に対する参照光Ｌｔ２の光量の割合が、前記大気中でのＬｆ２の透過率となる。
【００６２】
演算部１１１ｃは、透過光Ｌｔ１を受光して第１受光部１１１ｂ１が出力した電気信号に基づいて、第１発光部１１１ａ１が投光した光Ｌｆ１の前記滅菌ガスに対する透過率を算出し、当該透過率に基づいて滅菌ガス中のＮＯ２濃度を算出する。さらに演算部１１１ｃは、参照光Ｌｔ２を受光して第２受光部１１１ｂ２が出力した電気信号に基づいて、第２発光部１１１ａ２が投光した光Ｌｆ２の前記大気に対する透過率を算出して、前記ＮＯ２濃度の算出値を補正する。
【００６３】
第１濃度センサ１１１は、滅菌ガスが導入される第１導光管Ｔｓを備え、第１発光部１１１ａ１及び第１受光部１１１ｂ１は、第１導光管Ｔｓの外部に設けられるのでＮＯ２を含む滅菌ガスには曝されない。従って、第１発光部１１１ａ１及び第１受光部１１１ｂ１を滅菌ガスに曝される位置に設ける場合と比較して、第１発光部１１１ａ１及び第１受光部１１１ｂ１の劣化が抑制される。また、演算部１１１ｃが前記滅菌ガスおよび前記大気に対する前記透過率をそれぞれ算出することで、温度変化や発光部１１１ａの経時劣化等によって、発光部１１１ａが投光する光Ｌｆ１及びＬｆ２の光量や受光部１１１ｂの受光感度等が変化するために生じるＮＯ２濃度の測定値の誤差を効果的に補正することができる。
【００６４】
以上説明した濃度センサ１１１によれば、例えば単一波長レ―ザ誘起蛍光法を用いてＮＯ２濃度を測定する測定装置とは異なり、簡単な構成でＮＯ２濃度を測定することができる。さらに、濃度センサ１１１によれば、例えば、カップリング反応等を利用する化学発光法を用いて二酸化窒素濃度を測定する測定装置とは異なり、ＮＯ２濃度を連続的に測定することができる。従って、濃度センサ１１１が備える構成によれば、滅菌因子としてＮＯ２を用いるガス滅菌の用途に好適なＮＯ２濃度センサ（二酸化窒素濃度測定装置）を安価に提供することができる。
【００６５】
続いて、滅菌装置１の電気的な制御構成を図６に基づいて説明する。図１では図示を省略しているが、滅菌装置１は、当該滅菌装置１の動作を電気的に制御するための制御装置７０を備えている。制御装置７０は、情報処理等を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、滅菌装置１の動作制御を行うべくプログラミングされたソフトウェアが実行されることで、図６に示す機能部を具備するように動作する。制御装置７０は、機能的に、全体制御部７１、ポンプ制御部７２、電磁弁制御部７３、プラズマ制御部７４、ロック制御部７５及びドライヤ制御部７６を備えている。
【００６６】
全体制御部７１は、滅菌装置１の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部７２〜７６に対して動作モードの変更及び維持を通知する制御信号を与える。第１及び第２濃度センサ１１１、１２１が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内のＮＯ２の濃度データ、第１及び第２圧力センサ１１２、１２２が計測するメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の圧力データは、全体制御部７１に入力される。全体制御部７１は、これら濃度データ及び圧力データ、図略のタイマー装置から与えられるタイムデータ等に基づいて、滅菌装置１の動作モードを管理する。
【００６７】
ポンプ制御部７２は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４に対して、個別に動作モードに応じて、ポンプ動作の実行及びその停止を制御する制御信号を与える。電磁弁制御部７３は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８に対して、個別に動作モードに応じて、弁を「開」又は「閉」とする制御信号を与える。
【００６８】
プラズマ制御部７４は、マイクロ波供給装置６０に、その起動又は停止を制御する制御信号を与える。すなわちプラズマ制御部７４は、プラズマノズル３１においてプラズマを発生させる期間を制御する。
【００６９】
ロック制御部７５は、チャンバロック装置１３の動作を制御する。チャンバロック装置１３は、メインチャンバ１１が備える被処理物の搬入出用の開閉ドアをインターロックする装置である（図１では図示省略）。メインチャンバ１１の前記ドアは、被処理物に対する一連の滅菌処理工程中は、安全確保のためチャンバロック装置１３でロックされる。
【００７０】
ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１のＯＮ−ＯＦＦ動作を制御する。湿度センサ２２が計測する湿度データは、ドライヤ制御部７６に出力される。ドライヤ制御部７６は、前記湿度データが、エアドライヤ２１が動作障害を起こしていることを示す異常値であるとき、異常信号を全体制御部７１に出力し、ユーザにその異常を報知させる。
【００７１】
図７は、制御装置７０により制御される滅菌装置１の動作を示すタイミングチャートである。また、図８は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の制御状態を示す表形式の図、図９は、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の制御状態を示す表形式の図である。図８において○印はポンプが動作し、×印はポンプが停止している状態をそれぞれ示し、図９において○印は電磁弁が「開」とされ、×印は「閉」とされている状態をそれぞれ表している。なお、図７の横欄の一つの「工程の内容」欄と、図８及び図９の最左縦欄の「工程」欄とがリンクしている。
【００７２】
時刻Ｔ１は、ユーザにより滅菌装置１のスタートボタンが押下され、一連の滅菌処理工程が開始される時刻である。滅菌処理工程は、図７に示されているように、被処理物を乾燥させる第１乾燥工程、滅菌材としてのＮＯ２ガスを生成する滅菌準備工程、被処理物をＮＯ２ガスと接触させて被処理物を滅菌する滅菌工程、滅菌処理後に残留したＮＯ２ガスを浄化する排ガス無害化工程、及び被処理物を再度乾燥させる第２乾燥工程とを含む。なお、時刻Ｔ１の前に、医療用器具などの被処理物がメインチャンバ１１内に収容されていることが前提となる。
【００７３】
第１乾燥工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を高度に真空引きする排気工程と、一定時間だけ状態を維持する保持工程と、サブチャンバ１２内にＮＯ２ガスの生成原料となる乾燥空気を導入する吸気工程とからなる。
【００７４】
制御装置７０の全体制御部７１は、時刻Ｔ１に、まずメインチャンバ１１の開閉ドアのロック指示をロック制御部７５に与える。これを受けてロック制御部７５は、チャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアをインターロックする。併せて、上記排気工程の実行のため、動作モードを「排気モード」に設定し、各個別制御部７２〜７６にそのモード設定信号を通知する。
【００７５】
排気モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を動作させ、電磁弁制御部７３は第４、第６、第８電磁弁Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８を「開」とする。これら電磁弁のみが「開」とされることにより、サブチャンバ１２から、第４真空配管４０１、メインチャンバ１１、第６真空配管５０１及び第４常圧配管５０３を経て第４ポンプＰ４に至る排気路が形成される。そして、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４の駆動によって、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内は真空引きされる。
【００７６】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データを所定のサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ２で所定の真空度（図７では１Ｔｏｒｒを例示）に達したと判定すると、全体制御部７１は、上記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。
【００７７】
保持モードは、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされるモードである。なお、図８及び図９では、この保持モードに対応する保持工程の状態の記載は省いている。従って、保持モードが設定されると、ポンプ制御部７２は、第３、第４ポンプＰ３、Ｐ４を停止させ、電磁弁制御部７３は第４、第６、第８電磁弁Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８を「閉」とする。全体制御部７１は、時刻Ｔ２からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ３まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、メインチャンバ１１内並びにそこに収容されている被処理物、及びサブチャンバ１２の内部が乾燥状態とされる。また、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の真空状態が安定する。
【００７８】
時刻Ｔ３になると、全体制御部７１は、上記吸気工程の実行のため動作モードを「吸気モード」に設定する。吸気工程は、減圧下にあるサブチャンバ１２内に乾燥空気を導入することを目的とするので、ポンプ制御部７２は第１ポンプＰ１のみを動作させ、電磁弁制御部７３は第１電磁弁Ｖ１のみを「開」とする。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を稼働させる。かかる状態とされることで、第１ポンプＰ１により外部から吸引された空気が、エアドライヤ２１で高度に乾燥されながら、第１常圧配管２０１と第１真空配管２０２とを通して、サブチャンバ１２内に導入される。なお、メインチャンバ１１内は、この吸気工程の間（及び次の滅菌準備工程の間）も乾燥工程が継続される。
【００７９】
吸気モードの間、全体制御部７１は、第２圧力センサ１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ４で常圧（７６０Ｔｏｒｒ）に達したと判定すると、全体制御部７１は吸気モードを終了する。また、ドライヤ制御部７６は、エアドライヤ２１を停止させる。
【００８０】
続いて、滅菌準備工程が実行される。この工程は、サブチャンバ１２内を所定濃度の滅菌ガスで充満させるために、プラズマで空気を電離してＮＯ２ガスを生成するプラズマ工程からなる。
【００８１】
時刻Ｔ４に全体制御部７１は、上記プラズマ工程の実行のため動作モードを「プラズマモード」に設定する。プラズマモードが設定されると、ポンプ制御部７２は第２ポンプＰ２のみを動作させ、電磁弁制御部７３は第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「開」とする。これにより、サブチャンバ１２、第２真空配管３０１、第２常圧配管３０３及び第３真空配管３０２で構成される一つの密閉空間が形成され、該密閉空間内を空気（ＮＯ２ガス）が循環可能となる。
【００８２】
また、時刻Ｔ４の時点で、プラズマ制御部７４はマイクロ波供給装置６０を動作させる。これによりマイクロ波供給装置６０はプラズマノズル３１にマイクロ波エネルギーを供給し、プラズマノズル３１でプラズマが発生する。プラズマノズル３１を経由して循環する空気は電離され、さらにＮＯ２変換部３３を通過することでＮＯ２ガスに変換される。この状態が継続されることで、サブチャンバ１２内の空気は、徐々にＮＯ２ガスに変換されてゆく。
【００８３】
プラズマモードの間、全体制御部７１は、第２濃度センサ１２１からＮＯ２の濃度データをサンプリング周期毎に受け取り、サブチャンバ１２のＮＯ２濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻Ｔ５でＮＯ２濃度が所定値に達したと判定すると、全体制御部７１はプラズマモードを終了する。これに伴い、プラズマ制御部７４はマイクロ波供給装置６０の動作を停止させる。
【００８４】
次に、滅菌工程が実行される。滅菌工程は、常圧下でサブチャンバ１２内に充満しているＮＯ２ガスを、被処理物を収容し高真空下にあるメインチャンバ１１内に、両チャンバの圧力差を利用して一気に導入すると共に、ＮＯ２ガスと被処理物とを充分な滅菌に適した一定時間だけ接触させる工程である。
【００８５】
時刻Ｔ５で全体制御部７１は、上記滅菌工程の実行のため動作モードを「循環モード」に設定する。循環モードが設定されると、ポンプ制御部７２は第３ポンプＰ３のみを動作させ、電磁弁制御部７３は第４、第５電磁弁Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とは、第４真空配管４０１及び第５真空配管４０２とで繋がれた、一つの密閉空間となる。
【００８６】
この結果、減圧下のメインチャンバ１１内には急激にＮＯ２ガスが入り込み、チャンバ内の被処理物が良好にＮＯ２ガスに曝される。例えば被処理物がカテーテルのような細長いチューブであっても、そのチューブ内の微小空間にまでＮＯ２ガスが行き渡る。従って、被処理物の良好な殺菌が行い得る。
【００８７】
ＮＯ２ガスのメインチャンバ１１への導入が進むに連れ、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との圧力差は減少してゆく。そして、ある時刻Ｔ５１で、両チャンバの圧力は平衡することになる。時刻Ｔ５１以降は、専ら第３ポンプＰ３の動作によって、サブチャンバ１２のＮＯ２ガスがメインチャンバ１１に送られる。全体制御部７１は、時刻Ｔ５からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ６まで循環モードを維持する。
【００８８】
このような滅菌工程により、被処理物は滅菌された状態となるが、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内にはＮＯ２ガスや、滅菌反応により生成された物質が残存している。これらを浄化するため、排ガス無害化工程が実行される。この工程は、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を常圧に復帰させる復帰工程と、残留ＮＯ２ガスを浄化する浄化工程とからなる。
【００８９】
時刻Ｔ６になると、全体制御部７１は、上記復帰工程の実行のため動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は第１ポンプＰ１を新たに動作させ、第３ポンプＰ３の運転を継続させる。電磁弁制御部７３は第１、第４電磁弁Ｖ１、Ｖ４を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に、第１常圧配管２０１、第１真空配管２０２及び第４真空配管４０１を介して外気が導入される。
【００９０】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ７で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は復帰モードを終了する。
【００９１】
時刻Ｔ７で全体制御部７１は、浄化工程の実行のために動作モードを「浄化モード」に設定する。浄化モードが設定されると、ポンプ制御部７２は第２、第３ポンプＰ２、Ｐ３を動作状態とし、電磁弁制御部７３は第２、第３、第４、第６、第７電磁弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７を「開」とする。このとき、第１電磁弁Ｖ１と第８電磁弁Ｖ８とは「閉」とされているので、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の密閉性は確保されている。
【００９２】
一方で、メインチャンバ１１、排気系統５０、連係系統４０、サブチャンバ１２及び循環系統２０を通る、一つの循環経路が形成されることになる。メインチャンバ１１を起点とすると、順次、ＨＮＯ３変換部５１及びフィルタ５２が取り付けられている排気系統５０内の配管、第７真空配管５０２、第５真空配管４０２、サブチャンバ１２並びにＮＯ２変換部３３が取り付けられている循環系統２０の配管、そして第４真空配管４０１を経由してメインチャンバ１１に戻る、密閉された循環経路が形成される。
【００９３】
本実施形態では、このような密閉された循環経路（密閉空間）の内部で無害化処理を行う。すなわち、第２、第３ポンプＰ２、Ｐ３の駆動によって、前記循環経路内において気流が発生する。従って、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内の残留ＮＯ２ガスは、ＨＮＯ３変換部５１及びフィルタ５２を通過する。これにより、残留ＮＯ２ガスは一旦ＨＮＯ３を含むガスに変換された後、フィルタ５２でＨＮＯ３が吸着され、低濃度のＮＯ２及びＨＮＯ３を含むガスとなる。その後、この低濃度ガスはサブチャンバ１２に入り、さらに循環系統２０のＮＯ２変換部３３に備えられているフィルタ３３１（図４）と通過する。この際に、ガス中に残存するＨＮＯ３がフィルタ３３１で吸着される。このフィルタ後のガスはサブチャンバ１２に再び戻り、第４真空配管４０１を経てメインチャンバ１１に戻る。
【００９４】
以上のようなサイクルが繰り返され、残留ＮＯ２ガスは徐々に浄化されてゆく。浄化モードの間、全体制御部７１は、第１、第２濃度センサ１１１、１２１からＮＯ２の濃度データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２のＮＯ２濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻Ｔ８でＮＯ２濃度が所定値以下に低下したと判定すると、全体制御部７１は浄化モードを終了する。
【００９５】
浄化モードを備えることで、滅菌装置１は、メインチャンバ１１内で被処理物を滅菌した後に、密閉状態にあるメインチャンバ１１とサブチャンバ１２との間で循環させ、残留ＮＯ２ガスを無害化させることができる。しかる後、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の排気が行われる。従って、無害化処理の確実性を確保することができる。
【００９６】
最後に、第２乾燥工程が実行される。この工程は、滅菌処理後の被処理物を乾燥させると共に、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内を排気し且つ残留物を除去するための工程であって、排気工程、保持工程及び復帰工程とからなる。これらの各工程は、先に説明したものと同じ動作の工程である。
【００９７】
すなわち、時刻Ｔ８で全体制御部７１は、上記排気工程の実行のため動作モードを「排気モード」に設定する。これに伴いポンプ制御部７２は第２ポンプＰ２に代えて第４ポンプＰ４を新たに動作させ、第３ポンプＰ３の運転を継続させる。電磁弁制御部７３は第４、第６、第８電磁弁Ｖ４、Ｖ６、Ｖ８を「開」とする。これにより、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２は真空引きされる。このとき、第４ポンプＰ４からは、浄化後の清浄な気体が排出される。なお、この「排気モード」の際、第２、第３電磁弁Ｖ２、Ｖ３を「閉」とすることで、真空に対する耐性が比較的弱いプラズマノズル３１を保護することができる。
【００９８】
全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ９で所定の真空度に達したと判定すると、全体制御部７１は、上記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。これにより、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の全てが停止され、第１〜第８電磁弁Ｖ１〜Ｖ８の全てが「閉」とされる。
【００９９】
全体制御部７１は、時刻Ｔ９からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻Ｔ１０まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、被処理物が乾燥状態とされ、またメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の内部が清浄化される。
【０１００】
時刻Ｔ１０になると、全体制御部７１は動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部７２は第１、第３ポンプＰ１、Ｐ３を動作させ、電磁弁制御部７３は第１、第４、第５電磁弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２内に外気が導入される。
【０１０１】
復帰モードの間、全体制御部７１は、第１、第２圧力センサ１１２、１２２から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻Ｔ１１で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部７１は復帰モードを終了する。さらに、ロック制御部７５を介してチャンバロック装置１３を駆動し、メインチャンバ１１の開閉ドアのインターロックを解除する。この解除によって、ユーザは被処理物をメインチャンバ１１から取り出せるようになる。
【０１０２】
以上説明した滅菌装置１によれば、メインチャンバ１１内およびサブチャンバ１２内のＮＯ２濃度が、第１濃度センサ１１１および第２濃度センサ１２１が測定したＮＯ２濃度に基づいて制御される。従って、メインチャンバ１１内の二酸化窒素濃度を滅菌に好適な濃度に管理して、前記被処理物を確実に滅菌することができる。しかも、第１導光管、第２導光管、発光部、受光部、および演算部を備えてなるという簡単な構成で、滅菌因子にＮＯ２を用いてガス滅菌を行う滅菌装置１に必須の第１濃度センサ１１１および第２濃度センサ１２１を構成することができる。従って、第１濃度センサ１１１および第２濃度センサ１２１として、例えば単一波長レ―ザ誘起蛍光法を用いてＮＯ２濃度を測定する測定装置を用いる場合とは異なり、第１濃度センサ１１１および第２濃度センサ１２１を安価に調達することができるので、滅菌装置全体のコストダウンが可能となる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（６）の変形実施形態を取ることができる。
【０１０４】
（１）上記実施形態では、第１導光管Ｔｓおよび第２導光管Ｔｒの一端側と他端側に、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとを設けている。これに代えて、各導光管の一端側に発光部１１１ａと受光部１１１ｂとを設け、他端側に反射鏡を設けることで、発光部１１１ａから投光された光を当該反射鏡で反射させ、受光部１１１ｂに受光させるようにしてもよい。このような構成とすれば、第１導光管Ｔｓおよび第２導光管Ｔｒの長さを上記実施形態と同じにする場合、第１導光管Ｔｓに投光された光Ｌｆ１がＮＯ２を含む滅菌ガスを透過する距離が上記実施形態の構成の略２倍となるので、より低濃度のＮＯ２ガス濃度を検出できる。また、上記実施形態の構成と同等の検出感度とする場合には、第１導光管Ｔｓおよび第２導光管Ｔｒを短くすることができるので、ＮＯ２の濃度を計測する第１濃度センサ１１１センサ及び第２濃度センサ１２１を小型化することができる。
【０１０５】
（２）上記実施形態では、ＮＯ２ガスが導入される第１導光管Ｔｓに加えて、参照ガスとしての大気が導入される第２導光管Ｔｒを設け、それぞれの導光管に発光部１１１ａが投光して、ＮＯ２ガスおよび大気に対する透過率を演算部１１１ｃがそれぞれ求めることでＮＯ２濃度の測定値を補正した。第２導光管Ｔｒを省略し、周囲温度や発光部１１１ａの発光時間の積算値に基づいて、ＮＯ２濃度の測定値を演算部１１１ｃが補正するようにしてもよい。
【０１０６】
（３）上記実施形態では、メインチャンバ１１及びサブチャンバ１２の２つのチャンバを用いる例を示した。サブチャンバ１２を省略し、ＮＯ２ガスが封入されたボンベ等から、メインチャンバ１１にＮＯ２ガスを供給するようにしても良い。
【０１０７】
（４）上記実施形態では、マイクロ波供給装置６０及びプラズマノズル３１を用いて、空気をプラズマ化することで滅菌ガスを生成する例を示した。これに代えて、二つの電極間にアーク放電を生じさせることでプラズマを発生させる方法を採用しても良い。
【０１０８】
（５）上記実施形態では、メインチャンバ１１内を減圧した状態で滅菌処理を行う例を示したが、常圧で滅菌処理を行うようにしても良い。
【０１０９】
（６）上記実施形態では、メインチャンバ１１とサブチャンバ１２とが１：１で設けられる例を示した。これに代えて、１つのサブチャンバ１２から複数のメインチャンバ１１に滅菌ガスを供給可能な構成としても良い。逆に、１つのメインチャンバ１１に複数のサブチャンバ１２から滅菌ガスを供給する構成としても良い。この場合、異種の滅菌ガスを各サブチャンバ１２から供給することもできる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  滅菌装置
１１  メインチャンバ
１１１、１２１  第１、第２濃度センサ（二酸化窒素濃度測定装置）
１１１ａ  発光部
１１１ａ１  第１発光部
１１１ａ２  第２発光部
１１１ｂ  受光部
１１１ｂ１  第１受光部
１１１ｂ２  第２受光部
１１１ｃ  演算部
Ｔｓ  第１導光管
Ｔｒ  第２導光管
【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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