(57)【要約】【課題】被処理物に対して充分な滅菌処理を行える一方で、滅菌処理の効率を効率良く行う。【解決手段】滅菌装置１００は、二酸化窒素（ＮＯ２）を滅菌剤として用いる滅菌装置であって、滅菌処理のための密閉空間を提供する滅菌室１０２、ＮＯ２ガスを生成するプラズマ発生部１０３、触媒部１０４、浄化装置１０５及び制御部１０９を含む。滅菌室１０２にＮＯ２ガスが導入され、被処理物Ｔを滅菌剤に暴露させる滅菌処理が行われる。この滅菌処理は、被処理物ＴのＮＯ２ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、滅菌室１０２内におけるＮＯ２ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理である。      Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ【選択図】図１
2011004802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間において被処理物を滅菌剤に暴露させる滅菌処理を行う方法であって、
前記滅菌剤として窒素酸化物ガスを用い、
前記滅菌処理として、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、前記密閉空間における前記窒素酸化物ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理を行うことを特徴とする滅菌処理方法。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【請求項２】
前記滅菌処理は、
前記被処理物を収容する空間を密閉化して密閉空間を形成し、この密閉空間の窒素酸化物ガス濃度を徐々に高める第１工程と、
前記密閉空間が所定濃度に達した後に所定時間保持する第２工程と、を含み、
前記窒素酸化物ガスの濃度Ｄは、前記第１工程と前記第２工程とを合わせた等価濃度であることを特徴とする請求項１に記載の滅菌処理方法。
【請求項３】
前記窒素酸化物ガスは、二酸化窒素を主成分とするガスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の滅菌処理方法。
【請求項４】
被処理物が収容される第１チャンバと、
滅菌剤としての窒素酸化物ガスが生成される第２チャンバと、
前記第２チャンバから前記第１チャンバへ向かう連通路を形成する第１配管と、
前記第１チャンバから前記第２チャンバへ向かう連通路を形成する第２配管と、
前記第１配管及び第２配管にそれぞれ配置される第１弁及び第２弁と、
前記第１配管及び第２配管と、前記第１チャンバと、前記第２チャンバとで形成される密閉された空間内で気体を循環させる循環手段と、
前記第１弁、第２弁及び循環手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第１弁及び第２弁を開とし、前記循環手段を駆動させて、前記密閉された空間内で前記窒素酸化物ガスを含む気体を循環させ、前記被処理物を、前記窒素酸化物ガスを含む気体に暴露させる滅菌処理を行わせるものであって、
前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、前記密閉された空間における窒素酸化物ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理が行われるよう、前記循環を維持させることを特徴とする滅菌装置。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滅菌剤として窒素酸化物ガスを用いて被処理物を滅菌する滅菌処理方法及び滅菌装置に関する。
【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剤としての窒素酸化物ガスを導入し、被処理物に滅菌剤を反応させる方法が知られている。例えば特許文献１には、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体をプラズマ発生室に導入し、前記混合気体をプラズマ化して窒素酸化物ガスを生成し、この窒素酸化物ガスを食品に付着した大腸菌の殺菌用に用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１６２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、滅菌剤として窒素酸化物ガスを用いる場合において、如何なる条件で滅菌処理を行えば被処理物を確実に、且つ工業的に効率良く滅菌し得るかについては、未だに充分解明されていない。特許文献１には窒素酸化物ガスの使用については開示されているものの、具体的な条件については何ら開示されていない。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、被処理物に対して充分な滅菌処理を行える一方で、滅菌処理の効率を効率良く行うことが出来る滅菌処理方法及び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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る滅菌処理方法は、密閉空間において被処理物を滅菌剤に暴露させる滅菌処理を行う方法であって、前記滅菌剤として窒素酸化物ガスを用い、前記滅菌処理として、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、前記密閉空間における前記窒素酸化物ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理を行うことを特徴とする（請求項１）。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【０００７】
この方法によれば、暴露時間Ｔと窒素酸化物ガス濃度Ｄとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物の充分な滅菌が確保される。また、暴露時間Ｔの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる。
【０００８】
上記方法において、前記滅菌処理は、前記被処理物を収容する空間を密閉化して密閉空間を形成し、この密閉空間の窒素酸化物ガス濃度を徐々に高める第１工程と、前記密閉空間が所定濃度に達した後に所定時間保持する第２工程と、を含み、前記窒素酸化物ガスの濃度Ｄは、前記第１工程と前記第２工程とを合わせた等価濃度であるものとすることができる（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、窒素酸化物ガスを密閉空間内で生成しながら、或いは別空間に貯留されている窒素酸化物ガスと前記密閉空間の気体とを徐々に交換しながら、被処理物の滅菌処理を行いことができる。
【００１０】
この場合、前記窒素酸化物ガスは、二酸化窒素を主成分とするガスであることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、滅菌効率を一層向上させることができる。
【００１１】
本発明の他の局面に係る滅菌装置は、被処理物が収容される第１チャンバと、滅菌剤としての窒素酸化物ガスが生成される第２チャンバと、前記第２チャンバから前記第１チャンバへ向かう連通路を形成する第１配管と、前記第１チャンバから前記第２チャンバへ向かう連通路を形成する第２配管と、前記第１配管及び第２配管にそれぞれ配置される第１弁及び第２弁と、前記第１配管及び第２配管と、前記第１チャンバと、前記第２チャンバとで形成される密閉された空間内で気体を循環させる循環手段と、前記第１弁、第２弁及び循環手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１弁及び第２弁を開とし、前記循環手段を駆動させて、前記密閉された空間内で前記窒素酸化物ガスを含む気体を循環させ、前記被処理物を、前記窒素酸化物ガスを含む気体に暴露させる滅菌処理を行わせるものであって、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、前記密閉された空間における窒素酸化物ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理が行われるよう、前記循環を維持させることを特徴とする（請求項４）。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【００１２】
この構成によれば、暴露時間Ｔと窒素酸化物ガス濃度Ｄとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物の充分な滅菌が確保されると共に、暴露時間Ｔの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる滅菌装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被処理物に対して充分な滅菌処理を行える一方で、滅菌処理の効率を効率良く行うことが出来る滅菌処理方法及び滅菌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の滅菌装置による滅菌効果を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る滅菌装置を示すブロック図である。
【図４】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５】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６】ＮＯ２変換部の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】滅菌装置の電気的な制御系を示すブロック図である。
【図８】滅菌装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】ポンプの制御状態を示す表形式の図である。
【図１０】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。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置１００を示すブロック図である。滅菌装置１００は、二酸化窒素（ＮＯ２）を滅菌剤として用いる滅菌装置であって、導入部１０１、滅菌室１０２（密閉空間）、プラズマ発生部１０３、触媒部１０４、浄化装置１０５及び制御部１０９を含む。滅菌室１０２に対して、吸気系の導入配管１０６、循環配管１０７、及び排気系の排気配管１０８が備えられている。
【００１７】
導入部１０１は、導入配管１０６に設けられた第１ポンプＰ１１と第１電磁弁Ｖ１１とを含み、導入配管１０６を介して外部から空気を滅菌室１０２に導入する。なお窒素と酸素とを含む気体が封入されたボンベから、該気体を滅菌室１０２に導入するものであっても良い。
【００１８】
滅菌室１０２は、ＮＯ２ガスを貯留可能な密閉構造のチャンバである。滅菌室１０２は、その内部に被処理物Ｔを載置するトレイを備えており、滅菌室１０２内で被処理物の滅菌処理が可能とされている。
【００１９】
循環配管１０７は、一端及び他端の双方が滅菌室１０２に連通されている。この循環配管１０７には、流体の循環方向（図中に矢印で表示）の上流側から順に、第２電磁弁Ｖ１２、プラズマ発生部１０３、第２ポンプＰ１２、触媒部１０４及び第３電磁弁Ｖ１３が配置されている。
【００２０】
プラズマ発生部１０３は、滅菌原料（空気）をプラズマ化して、滅菌源としての窒素酸化物ガス（ＮＯｘ）を生成する。このプラズマ発生部１０３としては、マイクロ波供給装置と、このマイクロ波供給装置からマイクロ波エネルギーを与えられ、原料ガスをプラズマ化するプラズマノズルとを備える大気圧プラズマ発生装置を適用できる。
【００２１】
触媒部１０４は、滅菌源を滅菌物質に変換する触媒であって、プラズマ発生部１０３で生成されるＮＯｘをＮＯ２に変換する。
【００２２】
排気配管１０８には、浄化装置１０５、第４電磁弁Ｖ１４及び第３ポンプＰ１３が配置されている。浄化装置１０５は、ＮＯ２の除去触媒であり、滅菌処理後に滅菌室１０２内に残存するＮＯ２を無害化した上で排気させる。
【００２３】
制御部１０９は、上記プラズマ発生部１０３の動作を制御する他、第１〜第４電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１４の開閉動作と、第１〜第３ポンプＰ１１〜Ｐ１３の動作とを制御し、滅菌室１０２内において被処理物Ｔを滅菌剤としてのＮＯ２に暴露させる滅菌処理を行わせる。この滅菌処理は、被処理物ＴのＮＯ２ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、滅菌室１０２内におけるＮＯ２ガスの濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理である。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【００２４】
このような滅菌処理によれば、暴露時間ＴとＮＯ２ガス濃度Ｄとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物Ｔの充分な滅菌が確保される。また、暴露時間Ｔの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる。１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）未満の、最低暴露条件を満たさない滅菌処理では、細菌類の充分な滅菌が図れないケースが生じる。なお、Ｔ≦１２０ｍｉｎという条件は、長すぎる暴露時間Ｔは工業的に妥当ではないという観点から設定されたものである。
【００２５】
以上の通り構成された滅菌装置１００の動作を説明する。制御部１０９は、排気系の第４電磁弁Ｖ１４を開とし第３ポンプＰ１３を稼働させて、滅菌室１０２内を減圧する。その後、導入部１０１の第１電磁弁Ｖ１１を開、第２〜第４電磁弁Ｖ１２〜Ｖ１４を閉とし、第１ポンプＰ１１を稼働させて滅菌室１０２内へ空気を導入させる。
【００２６】
続いて制御部１０９は、第２、第３電磁弁Ｖ１２、Ｖ１３を開、第１、第４電磁弁Ｖ１１、Ｖ１４を閉とし、第２ポンプＰ１２を稼働させ、滅菌室１０２と循環配管１０７との間で空気を循環させる。循環配管１０７を空気が通過する際、プラズマ発生部１０３でプラズマ化されＮＯｘが生成され、触媒部１０４でＮＯ２に変換される。これにより、滅菌室１０２内のＮＯ２ガス濃度が徐々に高まって行く（第１工程）。同時に、被処理物Ｔの滅菌も開始される。
【００２７】
このような循環配管１０７を経由する空気の循環が所定期間継続されることで、滅菌室１０２には所期の濃度のＮＯ２ガスが貯留されるようになる。滅菌室１０２のＮＯ２ガス濃度が所定濃度に達したことが図略の濃度センサで検知されると、制御部１０９は、第１〜第４電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１４の全てを閉の状態として、所定時間だけこの状態を保持する（第２工程）。この期間、被処理物ＴはＮＯ２ガスに暴露される。被処理物ＴにＮＯ２ガスが反応し、被処理物Ｔが滅菌される。
【００２８】
本実施形態のように、ＮＯ２ガスを生成しつつ滅菌処理を行う実施形態では、上記の条件式における暴露時間Ｔは、前記第１工程と前記第２工程の合計時間である。また、ＮＯ２ガス濃度Ｄは、前記第１工程における滅菌室１０２のガス濃度と、前記第２工程におけるガス濃度とを合わせた等価暴露濃度で計算する。例えば、第１工程で６０ｍｉｎを費やして２４ｋｐｐｍの濃度のＮＯ２ガスを生成し、その後の第２工程で６０ｍｉｎ保持した場合を想定する。この場合、等価暴露濃度は、第１工程の期間中における平均濃度は１２ｋｐｐｍとなるので、これを第１工程と第２工程との時間比で按分して、１８ｋｐｐｍと算出される。制御部１０９は、第１工程と第２工程との合計で、Ｔ≦１２０ｍｉｎという制限下において、Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）の条件を満たすような滅菌処理を実行させる。
【００２９】
滅菌処理の終了後、制御部１０９は、第４電磁弁Ｖ１４を開、第１〜第３電磁弁Ｖ１２〜Ｖ１４を閉とし、第３ポンプＰ１３を稼働させる。これにより、滅菌室１０２内に残存するＮＯ２ガスは、浄化装置１０５で無害化された後、排気される。
【００３０】
＜実施例＞
容積が４０リットルの円筒型チャンバ（滅菌室１０２）を用い、チャンバ内圧力を１気圧、温度を２５℃として、下記の表１に示す実施例１〜５、比較例１〜７の条件で各々滅菌処理を行った。表１中、「ＮＯ２生成時間」は上記第１工程の時間に、「保持時間」は前記第２工程の時間にそれぞれ相当する。また、「ＮＯ２の到達濃度」は、前記第２工程へ移行するタイミングの濃度を示す。暴露時間Ｔ、等価暴露濃度Ｄは、上記の説明の通りである。被処理物としては、バイオロジカルインディケータであるジョンソン・アンド・ジョンソン社の「サイクルシュアＢＩ」（登録商標）を２個使用し、これを前記チャンバの底面中央に並べて配置した。
【００３１】
【表１】
2011004802.tif 000003
【００３２】
表１に示すように、Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）の条件を満たす実施例１〜５の滅菌処理では、「サイクルシュアＢＩ」に対する滅菌が確実に行われることが確認された。図２は、表１の結果をプロットしたグラフである。図中の○印は実施例１〜５、△印は比較例１〜４、×印は比較例５〜７をそれぞれ示している。また、図２中に示す「滅菌限界」の曲線はＴ×Ｄ＝１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）に相当するものであるが、上記実施例１〜５、及び比較例１〜７の結果より、この「滅菌限界」の曲線が有意であることが理解される。
【００３３】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置１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。本実施形態においても、滅菌剤としてＮＯ２ガスが用いられる。
【００３４】
滅菌装置１は、メインチャンバ１１（第１チャンバ）、サブチャンバ１２（第２チャンバ）、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、流量制御弁ＦＶ、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。
【００４３】
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、上流側から順に流量制御弁ＦＶ、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。
【００４４】
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。
【００４５】
流量制御弁ＦＶは、プラズマノズル３１の上流側において第２常圧配管３０３に配置され、第２常圧配管３０３中を移送されるガスの流量を制限する弁である。
【００４６】
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。
【００４７】
図４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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
図５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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（プラズマ発生空間）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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
ここで、プラズマを発生させる筒状空間３１２Ｈは、上記のように大気圧下でプラズマを発生させることが可能な空間ではあるが、筒状空間３１２Ｈの直ぐ下流側に第２ポンプＰ２が配置されていることから、第２ポンプＰ２の動作に伴うガス流の発生で筒状空間３１２Ｈ及び絶縁性の配管３１５の内部が僅かに負圧となる。筒状空間３１２Ｈの直ぐ上流側に流量制御弁ＦＶが設けられていることもまた、流量制御弁ＦＶ〜第２ポンプＰ２間のガス搬送空間の負圧形成に寄与する。
【００５８】
先の第１実施形態で説明した通り、筒状空間３１２Ｈが減圧される結果として、プラズマノズル３１におけるプラズマの安定的な点灯と、点灯状態の維持が確保される。因みに、もし第２ポンプＰ２をプラズマノズル３１の上流側に配置した場合、筒状空間３１２Ｈは若干大気圧よりも高い正圧となり、プラズマの点灯及びその維持においては望ましくない環境となる。
【００５９】
図３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。
【００６０】
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６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。
【００６１】
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
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１弁）、第５電磁弁Ｖ５（第２弁）、第３ポンプＰ３（循環手段）、第４真空配管４０１（第１配管）及び第５真空配管４０２（第２配管）を含む。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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６）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。
【００７３】
続いて、滅菌装置１の電気的な制御構成を図７に基づいて説明する。図３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（制御手段）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５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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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３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。
【００７８】
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。
【００７９】
図８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９は、第１〜第４ポンプＰ１〜Ｐ４の制御状態を示す表形式の図、図１０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９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１０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８の横欄の一つの「工程の内容」欄と、図９及び図１０の最左縦欄の「工程」欄とがリンクしている。
【００８０】
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８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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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８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。
【００８５】
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９及び図１０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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。このとき、第２ポンプＰ２の動作に伴筒状空間３１２Ｈが大気圧よりも減圧された状態となるので、プラズマの点灯性が良好となり、またその点灯状態が良好に維持される。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。
【００９１】
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（後述のＮＯ２濃度Ｄ）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。
【００９２】
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ガスに被処理物を暴露させる滅菌処理を行わせる工程である。この滅菌処理は、被処理物のＮＯ２ガスに対する暴露時間をＴ（ｍｉｎ）、メインチャンバ１１内におけるＮＯ２濃度をＤ（ｋｐｐｍ）とするとき、次式を満たす滅菌処理である。
Ｔ×Ｄ≧１０００（ｋｐｐｍ・ｍｉｎ）  但し、Ｔ≦１２０ｍｉｎ
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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、上述のＴ×Ｄ≧１０００の条件を満たす時間が経過する時刻Ｔ６まで循環モードを維持する。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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６）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。
【０１０２】
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。
【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】
以上説明した滅菌装置１によれば、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。
【０１１０】
また、循環系統３０において、第２ポンプＰ２の動作に伴うガス流の発生で筒状空間３１２Ｈ及び絶縁性の配管３１５の内部が僅かに負圧となり、プラズマノズル３１におけるプラズマの安定的な点灯と、点灯状態の維持が確保される。
【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、各種の変形実施形態を取ることができる。例えば、上記実施形態では、窒素酸化物ガスとしてＮＯ２ガスを用いる例を示したが、滅菌剤としては、ＮＯ２ガス以外の各種窒素酸化物ガスを利用しても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
１  滅菌装置
１１  メインチャンバ（第１チャンバ）
１２  サブチャンバ（第２チャンバ）
２０  吸気系統
３０  循環系統
４０  連係系統
４０１  第４真空配管（第１配管）
４０２  第５真空配管（第２配管）
５０  排気系統
６０  マイクロ波供給装置
７０  制御装置（制御手段）
１００  滅菌装置
１０１  導入部
１０２  滅菌室（密閉空間）
１０３  プラズマ発生部
１０４  触媒部
１０５  浄化装置
１０９  制御部
Ｐ１〜Ｐ４  第１〜第４ポンプ（Ｐ３：循環手段）
Ｖ１〜Ｖ８  第１〜第８電磁弁（Ｖ４、Ｖ５：第１弁、第２弁、第３弁）
ＦＶ  流量制御弁
【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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