(57)【要約】【課題】簡便な構成で、密閉空間内部の圧力制御を可能にする。【解決手段】圧力制御装置１００は、密閉空間を提供するチャンバ１１と、前記密閉空間内に配置され、内部空間を有し、当該内部空間に充填された気体の体積に応じて体積が変化するベローズ１０１（体積可変部）と、ベローズ１０１の前記内部空間に連通され、当該内部空間に気体を送気し、当該内部空間から気体を吸気する送気・吸気装置１０２（送吸気部）と、チャンバ１１の前記密閉空間内部の圧力を測定する圧力測定部１１２と、圧力測定部１１２が測定した圧力に基づいて送気・吸気装置１０２による送気量または吸気量を決定し、ベローズ１０１の体積を増減させて、前記密閉空間内の圧力を予め定められた値に制御する圧力制御部１０３と、を備える。【選択図】図５
2010207518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間を提供するチャンバと、
前記密閉空間内に配置され、内部空間を有し、当該内部空間に充填された気体の体積に応じて体積が変化する体積可変部と、
前記体積可変部の前記内部空間に連通され、当該内部空間に気体を送気し、当該内部空間から気体を吸気する送吸気部と、
前記チャンバの前記密閉空間内部の圧力を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部が測定した圧力に基づいて前記送吸気部による送気量または吸気量を決定し、前記体積可変部の体積を増減させて、前記密閉空間内の圧力を予め定められた値に制御する圧力制御部と、を備える圧力制御装置。
【請求項２】
前記体積可変部が、伸縮可能かつ一体に形成されている請求項１に記載の圧力制御装置。
【請求項３】
前記体積可変部が、ベローズで形成されている請求項２に記載の圧力制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力制御装置を備え、
前記チャンバの前記密閉空間内に被処理物が収容され、
前記密閉空間内に滅菌ガスを導入して滅菌を行い、
前記密閉空間内の圧力を、前記圧力制御装置を用いて制御する滅菌装置。
【請求項５】
前記圧力制御部は、前記滅菌ガスの前記密閉空間内への導入時に、前記密閉空間内の圧力を連続的に昇降圧させる制御を行う請求項４に記載の滅菌装置。
【請求項６】
前記滅菌ガスは、二酸化窒素である請求項４または５に記載の滅菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉空間内の圧力制御の技術に関し、特に当該密閉空間内に滅菌ガスを導入して被処理物を滅菌する場合に、当該滅菌ガスの圧力を制御するのに好適な圧力制御の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉空間内の圧力制御が求められる用途は、少なからず存在する。例えば、ガス滅菌においては、滅菌被処理物が配置された密閉空間を減圧して脱気し、当該密閉空間内を所定の圧力に保持して、酸化エチレンガスや窒素酸化物ガスのような滅菌ガスを導入し、被処理物に滅菌ガスを反応させる。
【０００３】
密閉空間内の圧力制御に係る技術として、当該密閉空間内の空間の体積が、当該密閉空間内外の圧力差で変化することにより、当該密閉空間の内部と外部の圧力差を小さくする構造を設けることが、特許文献１に開示されている。具体的には、前記密閉空間は無線装置の筐体であり、前記構造は、当該筐体内部に設けられ、当該筐体外部と連通されたベローズである。前記筐体外部の圧力が変化すると、当該筐体の外部と連通された前記ベローズが伸縮して筐体内の空間の体積が変わり、筐体の内部と外部との圧力差が吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５１５１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に開示されている構造は、簡便ではあるが、前記筐体内の圧力は筐体外部の圧力と等しくなるだけである。したがって、密閉空間内部の圧力を、密閉空間外部の圧力よりも高圧もしくは低圧に制御する用途には用いることができない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、簡便な構成でありながらも、密閉空間内部の圧力制御が密閉空間外部の圧力に依存しない圧力制御装置、及び当該圧力制御装置を用いた滅菌装置を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圧力制御装置は、密閉空間を提供するチャンバと、前記密閉空間内に配置され、内部空間を有し、当該内部空間に充填された気体の体積に応じて体積が変化する体積可変部と、前記体積可変部の前記内部空間に連通され、当該内部空間に気体を送気し、当該内部空間から気体を吸気する送吸気部と、前記チャンバの前記密閉空間内部の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部が測定した圧力に基づいて前記送吸気部による送気量または吸気量を決定し、前記体積可変部の体積を増減させて、前記密閉空間内の圧力を予め定められた値に制御する圧力制御部と、を備える（請求項１）。
【０００８】
上記の圧力制御装置によれば、前記体積可変部が備える前記内部空間は、前記送吸気部に連通されているので、当該体積可変部の体積を任意の値に変更することが可能となり、簡便な機構で、前記密閉空間内の圧力を予め定められた値に制御することが可能となる。
【０００９】
上記の圧力制御装置において、前記体積可変部は、伸縮可能かつ一体に形成されていることが望ましい（請求項２）。前記体積可変部をこのように構成することで、当該体積可変部の気密性が向上するので、前記密閉空間内の圧力制御を確実に行うことができる。なお、伸縮可能かつ一体に形成されている前記体積可変部として、容易に入手可能なベローズを用いることができる（請求項３）。
【００１０】
本発明の他の局面に係る滅菌装置は、前記圧力制御装置を備え、前記チャンバの前記密閉空間内に被処理物が収容され、前記密閉空間内に滅菌ガスを導入して滅菌を行い、前記密閉空間内の圧力を、前記圧力制御装置を用いて制御する（請求項４）。
【００１１】
上記の滅菌装置によれば、前記滅菌ガスが導入される前記チャンバ内の前記密閉空間内の圧力が、前記圧力制御装置によって制御される。したがって、前記密閉空間内を、滅菌ガスの浸透に好適な所定の圧力に保持することができる。
【００１２】
上記の滅菌装置において、前記圧力制御部は、前記滅菌ガスの前記密閉空間内への導入時に、前記密閉空間内の圧力を連続的に昇降圧させる制御を行うことが望ましい（請求項５）。この滅菌装置によれば、被処理物に含まれる気体が降圧時に脱気され、昇圧時に滅菌ガスに置換されるので、被処理物への滅菌ガスの浸透性が向上する。
【００１３】
上記の滅菌装置において、滅菌ガスに二酸化窒素を用いることができる（請求項６）。二酸化窒素ガスは、大気中の窒素と酸素とから生成することができるので、この滅菌装置によれば、滅菌時に確実に滅菌ガスを調達することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便な機構で、密閉空間内の圧力を予め定められた値に制御することが可能となる。したがって、滅菌装置等の密閉空間内の圧力制御が求められる用途に好適な、圧力制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る滅菌装置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】滅菌装置が備える圧力制御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。
【図１０】上記圧力制御装置の昇降圧期間における動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、上記圧力制御装置の上記昇降圧期間における動作の他の例を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】送気・吸気装置が備えるポンプ及び流量制御弁の制御状態を示す表形式の図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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圧力制御装置１００を備える滅菌装置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、これらに滅菌剤を作用させて滅菌処理を施すための装置である。本実施形態では、滅菌剤として二酸化窒素（ＮＯ２）を用いる例を示す。ＮＯ２は、大気中の窒素と酸素とから生成することができるので、滅菌時に確実に調達できるという利点がある。
【００１７】
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、排気系統５０、および圧力制御装置１００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。また、流量制御弁Ｖ１０およびポンプＰ１０は、圧力制御装置１００の送気・吸気装置１０２（送吸気部）を構成している。
【００１８】
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。
【００１９】
メインチャンバ１１には、滅菌剤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、滅菌剤としての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。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。
【００２０】
サブチャンバ１２は、滅菌剤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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、滅菌剤としての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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【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、圧力制御装置１００の詳細構成を示すブロック図である。圧力制御装置１００は、メインチャンバ１１内部の圧力を制御する制御装置である。圧力制御装置１００は、ベローズ１０１（体積可変部）、送気・吸気装置１０２、圧力制御部１０３、真空配管１０４、常圧配管１０５、及び前述の第１圧力センサ１１２を含む。
【００５３】
真空配管１０４の一端側はメインチャンバ１１に接続され、他端側は送気・吸気装置１０２を構成する流量制御弁Ｖ１０を介して常圧配管１０５の一端側に接続されている。常圧配管１０５の他端側は、送気・吸気装置１０２を構成するポンプＰ１０を通じて外部と連通している。
【００５４】
ベローズ１０１は、メインチャンバ１１内部に設けられ、伸縮部１０１ａと開口部１０１ｂとを備える。伸縮部１０１ａは、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂やステンレス鋼によって伸縮可能かつ一体に形成されることで、伸縮部１０１ａの内部空間の気密性が確保されている。開口部１０１ｂは、メインチャンバ１１に接続された真空配管１０４の一端側と接続されている。
【００５５】
送気・吸気装置１０２は、例えばポンプＰ１０と流量制御弁Ｖ１０とを備え、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間とメインチャンバ１１外部との間で送吸気を行う。ポンプＰ１０は、伸縮部１０１ａ内の気体をメインチャンバ１１外部へと送気する際に駆動されるポンプである。流量制御弁Ｖ１０は、前記送吸気時に圧力制御部１０３が決定した開度で「開」とされる弁である。
【００５６】
圧力制御部１０３は、ＮＯ２をメインチャンバ１１内へ導入して滅菌を行う際に、第１圧力センサ１１２が測定した圧力に基づいて、流量制御弁Ｖ１０の開度を決定し流量制御弁Ｖ１０における流量を制御することで、送気・吸気装置１０２による送気量または吸気量を決定する。圧力制御部１０３が、流量制御弁Ｖ１０を前記の開度で「開」としてポンプＰ１０を駆動することで、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間の気体は、メインチャンバ１１外部へと送気される。このとき、伸縮部１０１ａの体積は減少し、メインチャンバ１１内部の圧力は降圧する。
【００５７】
一方、圧力制御部１０３が、ポンプＰ１０を停止して流量制御弁Ｖ１０を前記の開度で「開」とすることで、メインチャンバ１１外部の空気が、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間へと吸気される。このとき、伸縮部１０１ａの体積は増加し、メインチャンバ１１内部の圧力は昇圧する。このように、圧力制御部１０３は、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの体積を増減させて、メインチャンバ１１内の圧力を予め定められた値に制御する。
【００５８】
また、圧力制御部１０３は、前記滅菌時にメインチャンバ１１内の圧力を連続的に昇降圧させる制御を行う。被処理物Ｓに含まれる気体を降圧時に脱気し、昇圧時に当該気体をＮＯ２に置換することで、被処理物ＳへのＮＯ２の浸透性を向上させるためである。
【００５９】
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、ドライヤ制御部７６、及び圧力制御部１０３を備えている。
【００６０】
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及び圧力制御部１０３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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
なお、圧力制御部１０３については、図５に基づいて説明済であるので、ここでは説明を省略する。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。この滅菌工程の際、圧力制御装置１００が備える圧力制御部１０３は、メインチャンバ１１内部の圧力制御を行う。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
メインチャンバ１１とサブチャンバ１２との圧力が平衡する時刻Ｔ５１以降、時刻Ｔ６までの間（昇降圧期間）に、圧力制御装置１００が備える圧力制御部１０３は、メインチャンバ１１内部の圧力制御を行う。図１０は、昇降圧期間における圧力制御装置１００の動作を説明するためのタイムチャートである。なお、昇降圧期間では、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っているから、サブチャンバ１２内部の圧力は、メインチャンバ１１内部の圧力の昇降に連動して昇降する。従って、図１０には、メインチャンバ１１内部の圧力の昇降状態のみを図示し、サブチャンバ１２内部の圧力の昇降状態の図示は省略している。
【００８４】
時刻Ｔ５１では、流量制御弁Ｖ１０は閉、ポンプＰ１０はオフとされている。時刻Ｔ５２は、圧力制御部１０３によるメインチャンバ１１内部の圧力制御が開始される時刻である。時刻Ｔ５２において、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を開、ポンプＰ１０をオンとする。この状態が所定期間継続されることで、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間の気体は、メインチャンバ１１外部へと徐々に送気される。そのため、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの容積が漸減して、メインチャンバ１１内が徐々に降圧されてゆく。
【００８５】
時刻Ｔ５３で、上記の減圧と昇圧との関係を逆転させるよう、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を開状態に維持し、ポンプＰ１０をオフとする。この状態が所定期間継続されることで、メインチャンバ１１外部の空気と、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間との圧力差（当該内部空間の方が低圧である）によって、メインチャンバ１１外部の空気が、当該内部空間へと徐々に吸気される。そのため、伸縮部１０１ａの体積は漸増し、メインチャンバ１１内部の圧力は徐々に昇圧されてゆく。
【００８６】
以降、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を開状態に維持したまま、時刻Ｔ５４でポンプＰ１０をオンに切り替え、時刻Ｔ５５でポンプＰ１０を再びオフに切り替えるというように、一定周期でポンプＰ１０のオンとオフとを切り替える。これにより、メインチャンバ１１内は昇圧と降圧とが周期的に繰り返される。なお、図１０では、圧力制御部１０３によるメインチャンバ１１内の圧力制御について、時刻Ｔ５２から時刻Ｔ５７までの間に、降圧と昇圧とからなるサイクルが２回繰り返され、最後に時刻Ｔ５１における圧力まで降圧される例を示しているが、降圧と昇圧とからなるサイクルは、１回のみであっても、３回以上であってもよい。
【００８７】
滅菌工程において昇降圧期間を設けることで、被処理物Ｓに含まれる気体が減圧時に脱気され、増圧時に当該気体がＮＯ２に置換されるので、被処理物へのＮＯ２の浸透性が向上する。
【００８８】
図１０では、降圧と昇圧とを単純に一定周期で切り替える例を示したが、昇降圧期間におけるメインチャンバ１１内の昇降圧制御の態様は、被処理物Ｓの種類に応じて、ユーザが変更できるようにしてもよい。図１１（ａ）〜（ｃ）は、圧力制御装置１００の動作の他の例を説明するためのタイムチャートである。図１１（ａ）では、メインチャンバ１１内の圧力が、昇降圧期間における最大値および最小値、ならびに基準値（時刻Ｔ５１における圧力）になった状態で、チャンバ内圧力の安定化を図るため、その状態を一定期間保持する保持期間Ｔｎが設けられている例を示している。
【００８９】
保持期間Ｔｎを設けることで、例えばカテーテルのような細孔チューブを滅菌するに際して、その細孔の奥部まで確実に滅菌剤を至らせることができる。
【００９０】
一方、図１１（ｂ）は、メインチャンバ１１の圧力変動幅を、降圧と昇圧とからなるサイクルの進行に従い変動させる態様を示している。ここでは、最初の前記サイクルでは比較的小さい圧力変動幅ｍ１であったものが、当該サイクルを重ねるに連れ、圧力変動幅がｍ２、ｍ３と大きくなってゆく例を例示している。
【００９１】
また、図１１（ｃ）は、メインチャンバ１１の圧力変動幅を一定としながら、前記サイクルの周期を一定とせずに変動させる態様を示している。ここでは、最初の前記サイクルでは比較的短い周期ｆ１とし、当該サイクルを重ねるに連れて長い周期ｆ２に変更されている例を示している。前記の周期の変更は、流量制御弁Ｖ１０の開度の開度を圧力制御部１０３が変更することで行われる。すなわち、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０の開度を大きくすることで前記周期を短くし、流量制御弁Ｖ１０の開度を小さくすることで前記周期を長くする。
【００９２】
図１１（ｂ）および（ｃ）に示すようなメインチャンバ１１内の昇降圧制御を行うことで、例えば滅菌ガーゼのような含気率の高い被処理物を滅菌するに際して、被処理物に含まれる気体を確実に滅菌剤であるＮＯ２に置換することができる。
【００９３】
図１２は、昇降圧期間において、圧力制御装置１００の送気・吸気装置１０２が備える流量制御弁Ｖ１０およびポンプＰ１０の制御状態を示す表形式の図である。図１２において、○印は電磁弁が「開」、ポンプが「動作」を示し、×印は「閉」、「停止」を示している。
【００９４】
メインチャンバ１１内の圧力を降圧させるとき、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を開とし、ポンプＰ１０を動作させて、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間の気体を、メインチャンバ１１外部へと送気させる。一方、メインチャンバ１１内の圧力を昇圧させるとき、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を開とし、ポンプＰ１０を停止させて、メインチャンバ１１外部の空気を、ベローズ１０１の伸縮部１０１ａの内部空間へと吸気させる。メインチャンバ１１内の圧力を保持させるとき、圧力制御部１０３は、流量制御弁Ｖ１０を閉とし、ポンプＰ１０を停止させる。
【００９５】
上記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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
以上説明した実施形態１に係る滅菌装置１によれば、ベローズ１０１およびポンプＰ１０と流量制御弁Ｖ１０とを備える送気・吸気装置１０２という簡便な機構で、滅菌時にＮＯ２が導入されて被処理物Ｓの滅菌が行われるメインチャンバ１１内の圧力を、滅菌に好適な値に制御することが可能となる。従って、ＮＯ２による滅菌の確実性が向上する。
【０１１０】
また、滅菌装置１によれば、滅菌時にメインチャンバ１１内の圧力が連続的に昇降圧される。従って、被処理物に含まれる気体が減圧時に脱気され、増圧時に当該気体がＮＯ２に置換されるので、被処理物へのＮＯ２の浸透性が向上する。
【０１１１】
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）〜（４）の変形実施形態を取ることができる。
【０１１２】
（１）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。図１３に示す滅菌装置２のように、サブチャンバ１２及び連係系統４０を省略し、循環系統３０を直接メインチャンバ１１に接続して、メインチャンバ１１に滅菌剤を供給するようにしても良い。また、サブチャンバ１２及び連係系統４０を省略し、ＮＯ２ガス等の滅菌剤が封入されたボンベ等から、メインチャンバ１１に滅菌剤を供給するようにしても良い。
【０１１３】
（２）上記実施形態では、滅菌剤としてＮＯ２ガスを用いる例を示した。ＮＯ２ガス以外に各種の滅菌剤を用いることができ、例えば、二酸化塩素、二酸化硫黄、過酸化水素、二酸化炭素、硫化水素、オゾン及び酸化エチレンを含むガスを用いることができる。また、空気を原料気体としてＮＯ２ガスを生成する例を示したが、原料気体として、酸素、窒素、水素、及びアルゴン、ヘリウム、ネオン等の希ガスなどを用いることもできる。
【０１１４】
（３）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。
【０１１５】
（４）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】
【０１１６】
１、２  滅菌装置
１００  圧力制御装置
１１  メインチャンバ
１０１  ベローズ（体積可変部）
１０２  送気・吸気装置（送吸気部）
１０３  圧力制御部
１１２  第１圧力センサ（圧力測定部）
【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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【図１２】
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【図１３】
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